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Theorem prdsvsca 13675
Description: Scalar multiplication in a structure product. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Jan-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
prdsbas.p  |-  P  =  ( S X_s R )
prdsbas.s  |-  ( ph  ->  S  e.  V )
prdsbas.r  |-  ( ph  ->  R  e.  W )
prdsbas.b  |-  B  =  ( Base `  P
)
prdsbas.i  |-  ( ph  ->  dom  R  =  I )
prdsvsca.k  |-  K  =  ( Base `  S
)
prdsvsca.m  |-  .x.  =  ( .s `  P )
Assertion
Ref Expression
prdsvsca  |-  ( ph  ->  .x.  =  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) ) )
Distinct variable groups:    f, g, x, B    f, K, g    ph, f, g, x    f, I, g, x    P, f, g, x    R, f, g, x    S, f, g, x
Allowed substitution hints:    .x. ( x, f, g)    K( x)    V( x, f, g)    W( x, f, g)

Proof of Theorem prdsvsca
Dummy variables  a 
c  d  e are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prdsbas.p . . 3  |-  P  =  ( S X_s R )
2 prdsvsca.k . . 3  |-  K  =  ( Base `  S
)
3 prdsbas.i . . 3  |-  ( ph  ->  dom  R  =  I )
4 prdsbas.s . . . 4  |-  ( ph  ->  S  e.  V )
5 prdsbas.r . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e.  W )
6 prdsbas.b . . . 4  |-  B  =  ( Base `  P
)
71, 4, 5, 6, 3prdsbas 13672 . . 3  |-  ( ph  ->  B  =  X_ x  e.  I  ( Base `  ( R `  x
) ) )
8 eqid 2435 . . . 4  |-  ( +g  `  P )  =  ( +g  `  P )
91, 4, 5, 6, 3, 8prdsplusg 13673 . . 3  |-  ( ph  ->  ( +g  `  P
)  =  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( ( f `  x ) ( +g  `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) ) )
10 eqid 2435 . . . 4  |-  ( .r
`  P )  =  ( .r `  P
)
111, 4, 5, 6, 3, 10prdsmulr 13674 . . 3  |-  ( ph  ->  ( .r `  P
)  =  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( ( f `  x ) ( .r `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) ) )
12 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) )  =  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) )
13 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( Xt_ `  ( TopOpen  o.  R ) )  =  ( Xt_ `  ( TopOpen  o.  R ) ) )
14 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  { <. f ,  g
>.  |  ( {
f ,  g } 
C_  B  /\  A. x  e.  I  (
f `  x )
( le `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) }  =  { <. f ,  g >.  |  ( { f ,  g }  C_  B  /\  A. x  e.  I  ( f `  x ) ( le `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) } )
15 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  sup ( ( ran  ( x  e.  I  |->  ( ( f `  x ) ( dist `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) )  u.  { 0 } ) ,  RR* ,  <  ) )  =  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  sup ( ( ran  ( x  e.  I  |->  ( ( f `  x ) ( dist `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) )  u.  { 0 } ) ,  RR* ,  <  ) ) )
16 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |-> 
X_ x  e.  I 
( ( f `  x ) (  Hom  `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) )  =  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I  ( (
f `  x )
(  Hom  `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) )
17 eqidd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( a  e.  ( B  X.  B ) ,  c  e.  B  |->  ( d  e.  ( c ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I 
( ( f `  x ) (  Hom  `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) ) ( 2nd `  a
) ) ,  e  e.  ( ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I  ( (
f `  x )
(  Hom  `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) `  a )  |->  ( x  e.  I  |->  ( ( d `  x ) ( <. ( ( 1st `  a ) `  x
) ,  ( ( 2nd `  a ) `
 x ) >.
(comp `  ( R `  x ) ) ( c `  x ) ) ( e `  x ) ) ) ) )  =  ( a  e.  ( B  X.  B ) ,  c  e.  B  |->  ( d  e.  ( c ( f  e.  B ,  g  e.  B  |-> 
X_ x  e.  I 
( ( f `  x ) (  Hom  `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) ) ( 2nd `  a
) ) ,  e  e.  ( ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I  ( (
f `  x )
(  Hom  `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) `  a )  |->  ( x  e.  I  |->  ( ( d `  x ) ( <. ( ( 1st `  a ) `  x
) ,  ( ( 2nd `  a ) `
 x ) >.
(comp `  ( R `  x ) ) ( c `  x ) ) ( e `  x ) ) ) ) ) )
181, 2, 3, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 4, 5prdsval 13670 . 2  |-  ( ph  ->  P  =  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  P ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  P ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) >. } )  u.  ( { <. (TopSet `  ndx ) ,  ( Xt_ `  ( TopOpen  o.  R )
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  { <. f ,  g
>.  |  ( {
f ,  g } 
C_  B  /\  A. x  e.  I  (
f `  x )
( le `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) }
>. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( f  e.  B , 
g  e.  B  |->  sup ( ( ran  (
x  e.  I  |->  ( ( f `  x
) ( dist `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) )  u.  { 0 } ) ,  RR* ,  <  ) ) >. }  u.  { <. (  Hom  `  ndx ) ,  ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I 
( ( f `  x ) (  Hom  `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) ) >. ,  <. (comp ` 
ndx ) ,  ( a  e.  ( B  X.  B ) ,  c  e.  B  |->  ( d  e.  ( c ( f  e.  B ,  g  e.  B  |-> 
X_ x  e.  I 
( ( f `  x ) (  Hom  `  ( R `  x
) ) ( g `
 x ) ) ) ( 2nd `  a
) ) ,  e  e.  ( ( f  e.  B ,  g  e.  B  |->  X_ x  e.  I  ( (
f `  x )
(  Hom  `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) `  a )  |->  ( x  e.  I  |->  ( ( d `  x ) ( <. ( ( 1st `  a ) `  x
) ,  ( ( 2nd `  a ) `
 x ) >.
(comp `  ( R `  x ) ) ( c `  x ) ) ( e `  x ) ) ) ) ) >. } ) ) )
19 prdsvsca.m . 2  |-  .x.  =  ( .s `  P )
20 vscaid 13584 . 2  |-  .s  = Slot  ( .s `  ndx )
21 ovssunirn 6099 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) )  C_  U.
ran  ( .s `  ( R `  x ) )
2220strfvss 13479 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( .s
`  ( R `  x ) )  C_  U.
ran  ( R `  x )
23 fvssunirn 5746 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( R `
 x )  C_  U.
ran  R
24 rnss 5090 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( R `  x ) 
C_  U. ran  R  ->  ran  ( R `  x
)  C_  ran  U. ran  R )
25 uniss 4028 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ran  ( R `  x
)  C_  ran  U. ran  R  ->  U. ran  ( R `
 x )  C_  U.
ran  U. ran  R )
2623, 24, 25mp2b 10 . . . . . . . . . . . . 13  |-  U. ran  ( R `  x ) 
C_  U. ran  U. ran  R
2722, 26sstri 3349 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( .s
`  ( R `  x ) )  C_  U.
ran  U. ran  R
28 rnss 5090 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( .s `  ( R `
 x ) ) 
C_  U. ran  U. ran  R  ->  ran  ( .s `  ( R `  x
) )  C_  ran  U.
ran  U. ran  R )
29 uniss 4028 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ran  ( .s `  ( R `  x )
)  C_  ran  U. ran  U.
ran  R  ->  U. ran  ( .s `  ( R `
 x ) ) 
C_  U. ran  U. ran  U.
ran  R )
3027, 28, 29mp2b 10 . . . . . . . . . . 11  |-  U. ran  ( .s `  ( R `
 x ) ) 
C_  U. ran  U. ran  U.
ran  R
3121, 30sstri 3349 . . . . . . . . . 10  |-  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) )  C_  U.
ran  U. ran  U. ran  R
32 ovex 6098 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) )  e. 
_V
3332elpw 3797 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) )  e. 
~P U. ran  U. ran  U.
ran  R  <->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) )  C_  U. ran  U.
ran  U. ran  R )
3431, 33mpbir 201 . . . . . . . . 9  |-  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) )  e. 
~P U. ran  U. ran  U.
ran  R
3534a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  (
f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) )  e. 
~P U. ran  U. ran  U.
ran  R )
36 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) )  =  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) )
3735, 36fmptd 5885 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) : I --> ~P U. ran  U. ran  U. ran  R )
38 rnexg 5123 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( R  e.  W  ->  ran  R  e.  _V )
39 uniexg 4698 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ran 
R  e.  _V  ->  U.
ran  R  e.  _V )
405, 38, 393syl 19 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  U. ran  R  e. 
_V )
41 rnexg 5123 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U. ran  R  e.  _V  ->  ran  U. ran  R  e.  _V )
42 uniexg 4698 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ran  U. ran  R  e.  _V  ->  U. ran  U. ran  R  e.  _V )
4340, 41, 423syl 19 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U. ran  U. ran  R  e.  _V )
44 rnexg 5123 . . . . . . . . . 10  |-  ( U. ran  U. ran  R  e. 
_V  ->  ran  U. ran  U. ran  R  e.  _V )
45 uniexg 4698 . . . . . . . . . 10  |-  ( ran  U. ran  U. ran  R  e.  _V  ->  U. ran  U. ran  U. ran  R  e. 
_V )
4643, 44, 453syl 19 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U. ran  U. ran  U.
ran  R  e.  _V )
47 pwexg 4375 . . . . . . . . 9  |-  ( U. ran  U. ran  U. ran  R  e.  _V  ->  ~P U.
ran  U. ran  U. ran  R  e.  _V )
4846, 47syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  e. 
_V )
49 dmexg 5122 . . . . . . . . . 10  |-  ( R  e.  W  ->  dom  R  e.  _V )
505, 49syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  dom  R  e.  _V )
513, 50eqeltrrd 2510 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  I  e.  _V )
52 elmapg 7023 . . . . . . . 8  |-  ( ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  e. 
_V  /\  I  e.  _V )  ->  ( ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) )  e.  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  <->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) : I --> ~P U. ran  U. ran  U. ran  R ) )
5348, 51, 52syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) )  e.  ( ~P U. ran  U.
ran  U. ran  R  ^m  I )  <->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) : I --> ~P U. ran  U. ran  U. ran  R ) )
5437, 53mpbird 224 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) )  e.  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I ) )
5554ralrimivw 2782 . . . . 5  |-  ( ph  ->  A. g  e.  B  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) )  e.  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I ) )
5655ralrimivw 2782 . . . 4  |-  ( ph  ->  A. f  e.  K  A. g  e.  B  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) )  e.  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I ) )
57 eqid 2435 . . . . 5  |-  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) )  =  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) )
5857fmpt2 6410 . . . 4  |-  ( A. f  e.  K  A. g  e.  B  (
x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) )  e.  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  <->  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) ) : ( K  X.  B ) --> ( ~P
U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I ) )
5956, 58sylib 189 . . 3  |-  ( ph  ->  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) : ( K  X.  B
) --> ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I ) )
60 fvex 5734 . . . . . 6  |-  ( Base `  S )  e.  _V
612, 60eqeltri 2505 . . . . 5  |-  K  e. 
_V
62 fvex 5734 . . . . . 6  |-  ( Base `  P )  e.  _V
636, 62eqeltri 2505 . . . . 5  |-  B  e. 
_V
6461, 63xpex 4982 . . . 4  |-  ( K  X.  B )  e. 
_V
65 ovex 6098 . . . 4  |-  ( ~P
U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  e.  _V
66 fex2 5595 . . . 4  |-  ( ( ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) : ( K  X.  B
) --> ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  /\  ( K  X.  B
)  e.  _V  /\  ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  e.  _V )  ->  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) )  e.  _V )
6764, 65, 66mp3an23 1271 . . 3  |-  ( ( f  e.  K , 
g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) : ( K  X.  B ) --> ( ~P U. ran  U. ran  U. ran  R  ^m  I )  ->  (
f  e.  K , 
g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) )  e.  _V )
6859, 67syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) )  e. 
_V )
69 snsspr2 3940 . . . 4  |-  { <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) )
>. }  C_  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) ) >. }
70 ssun2 3503 . . . 4  |-  { <. (Scalar `  ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `  x )
) ( g `  x ) ) ) ) >. }  C_  ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  P ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  P ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) >. } )
7169, 70sstri 3349 . . 3  |-  { <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s `  ( R `
 x ) ) ( g `  x
) ) ) )
>. }  C_  ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  P ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  P ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) >. } )
72 ssun1 3502 . . 3  |-  ( {
<. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  P ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  P ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  S >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  ( f  e.  K ,  g  e.  B  |->  ( x  e.  I  |->  ( f ( .s
`  ( R `  x ) ) ( g `  x ) ) ) ) >. } )  C_  (
( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  P
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Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1652    e. wcel 1725   A.wral 2697   _Vcvv 2948    u. cun 3310    C_ wss 3312   ~Pcpw 3791   {csn 3806   {cpr 3807   {ctp 3808   <.cop 3809   U.cuni 4007   class class class wbr 4204   {copab 4257    e. cmpt 4258    X. cxp 4868   dom cdm 4870   ran crn 4871    o. ccom 4874   -->wf 5442   ` cfv 5446  (class class class)co 6073    e. cmpt2 6075   1stc1st 6339   2ndc2nd 6340    ^m cmap 7010   X_cixp 7055   supcsup 7437   0cc0 8982   RR*cxr 9111    < clt 9112   ndxcnx 13458   Basecbs 13461   +g cplusg 13521   .rcmulr 13522  Scalarcsca 13524   .scvsca 13525  TopSetcts 13527   lecple 13528   distcds 13530    Hom chom 13532  compcco 13533   TopOpenctopn 13641   Xt_cpt 13658   X_scprds 13661
This theorem is referenced by:  prdsle  13676  prdsds  13678  prdstset  13680  prdshom  13681  prdsco  13682  prdsvscaval  13693
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-pre-mulgt0 9059
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