Theorem lssintclm 13940

Description: The intersection of an inhabited set of subspaces is a subspace. (Contributed by NM, 8-Dec-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
lssintcl.s	|- S = ( LSubSp ` W )

Assertion

Ref	Expression
lssintclm	|- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> |^| A e. S )

Distinct variable groups:   w, A   w, W

Allowed substitution hint:   S( w)

Proof of Theorem lssintclm

Dummy variables a b x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqidd 2197	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> (Scalar ` W ) = (Scalar ` W ) )
2		eqidd 2197	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( Base ` (Scalar ` W ) ) = ( Base ` (Scalar ` W ) ) )
3		eqidd 2197	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( Base ` W ) = ( Base ` W ) )
4		eqidd 2197	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( +g ` W ) = ( +g ` W ) )
5		eqidd 2197	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( .s ` W ) = ( .s ` W ) )
6		lssintcl.s	. . 3 |- S = ( LSubSp ` W )
7	6	a1i 9	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> S = ( LSubSp ` W ) )
8		intssuni2m 3898	. . . 4 |- ( ( A C_ S /\ E. w w e. A ) -> |^| A C_ U. S )
9	8	3adant1 1017	. . 3 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> |^| A C_ U. S )
10		eqid 2196	. . . . . . . . 9 |- ( Base ` W ) = ( Base ` W )
11	10, 6	lssssg 13916	. . . . . . . 8 |- ( ( W e. LMod /\ y e. S ) -> y C_ ( Base ` W ) )
12		velpw 3612	. . . . . . . 8 |- ( y e. ~P ( Base ` W ) <-> y C_ ( Base ` W ) )
13	11, 12	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( W e. LMod /\ y e. S ) -> y e. ~P ( Base ` W ) )
14	13	ex 115	. . . . . 6 |- ( W e. LMod -> ( y e. S -> y e. ~P ( Base ` W ) ) )
15	14	ssrdv 3189	. . . . 5 |- ( W e. LMod -> S C_ ~P ( Base ` W ) )
16		sspwuni 4001	. . . . 5 |- ( S C_ ~P ( Base ` W ) <-> U. S C_ ( Base ` W ) )
17	15, 16	sylib 122	. . . 4 |- ( W e. LMod -> U. S C_ ( Base ` W ) )
18	17	3ad2ant1 1020	. . 3 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> U. S C_ ( Base ` W ) )
19	9, 18	sstrd 3193	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> |^| A C_ ( Base ` W ) )
20		simpl1 1002	. . . . . 6 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ y e. A ) -> W e. LMod )
21		simp2 1000	. . . . . . 7 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> A C_ S )
22	21	sselda 3183	. . . . . 6 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ y e. A ) -> y e. S )
23		eqid 2196	. . . . . . 7 |- ( 0g ` W ) = ( 0g ` W )
24	23, 6	lss0cl 13925	. . . . . 6 |- ( ( W e. LMod /\ y e. S ) -> ( 0g ` W ) e. y )
25	20, 22, 24	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ y e. A ) -> ( 0g ` W ) e. y )
26	25	ralrimiva 2570	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> A. y e. A ( 0g ` W ) e. y )
27	10, 23	lmod0vcl 13873	. . . . . 6 |- ( W e. LMod -> ( 0g ` W ) e. ( Base ` W ) )
28		elintg 3882	. . . . . 6 |- ( ( 0g ` W ) e. ( Base ` W ) -> ( ( 0g ` W ) e. |^| A <-> A. y e. A ( 0g ` W ) e. y ) )
29	27, 28	syl 14	. . . . 5 |- ( W e. LMod -> ( ( 0g ` W ) e. |^| A <-> A. y e. A ( 0g ` W ) e. y ) )
30	29	3ad2ant1 1020	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( ( 0g ` W ) e. |^| A <-> A. y e. A ( 0g ` W ) e. y ) )
31	26, 30	mpbird 167	. . 3 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( 0g ` W ) e. |^| A )
32		elex2 2779	. . 3 |- ( ( 0g ` W ) e. |^| A -> E. w w e. |^| A )
33	31, 32	syl 14	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> E. w w e. |^| A )
34	20	adantlr 477	. . . . 5 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> W e. LMod )
35	22	adantlr 477	. . . . 5 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> y e. S )
36		simplr1 1041	. . . . 5 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) )
37		simplr2 1042	. . . . . 6 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> a e. |^| A )
38		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> y e. A )
39		elinti 3883	. . . . . 6 |- ( a e. |^| A -> ( y e. A -> a e. y ) )
40	37, 38, 39	sylc 62	. . . . 5 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> a e. y )
41		simplr3 1043	. . . . . 6 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> b e. |^| A )
42		elinti 3883	. . . . . 6 |- ( b e. |^| A -> ( y e. A -> b e. y ) )
43	41, 38, 42	sylc 62	. . . . 5 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> b e. y )
44		eqid 2196	. . . . . 6 |- (Scalar ` W ) = (Scalar ` W )
45		eqid 2196	. . . . . 6 |- ( Base ` (Scalar ` W ) ) = ( Base ` (Scalar ` W ) )
46		eqid 2196	. . . . . 6 |- ( +g ` W ) = ( +g ` W )
47		eqid 2196	. . . . . 6 |- ( .s ` W ) = ( .s ` W )
48	44, 45, 46, 47, 6	lssclg 13920	. . . . 5 |- ( ( W e. LMod /\ y e. S /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. y /\ b e. y ) ) -> ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y )
49	34, 35, 36, 40, 43, 48	syl113anc 1261	. . . 4 |- ( ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) /\ y e. A ) -> ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y )
50	49	ralrimiva 2570	. . 3 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) -> A. y e. A ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y )
51		vex 2766	. . . . . . . . 9 |- x e. _V
52	51	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( W e. LMod -> x e. _V )
53		vscaslid 12840	. . . . . . . . 9 |- ( .s = Slot ( .s ` ndx ) /\ ( .s ` ndx ) e. NN )
54	53	slotex 12705	. . . . . . . 8 |- ( W e. LMod -> ( .s ` W ) e. _V )
55		vex 2766	. . . . . . . . 9 |- a e. _V
56	55	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( W e. LMod -> a e. _V )
57		ovexg 5956	. . . . . . . 8 |- ( ( x e. _V /\ ( .s ` W ) e. _V /\ a e. _V ) -> ( x ( .s ` W ) a ) e. _V )
58	52, 54, 56, 57	syl3anc 1249	. . . . . . 7 |- ( W e. LMod -> ( x ( .s ` W ) a ) e. _V )
59		plusgslid 12790	. . . . . . . 8 |- ( +g = Slot ( +g ` ndx ) /\ ( +g ` ndx ) e. NN )
60	59	slotex 12705	. . . . . . 7 |- ( W e. LMod -> ( +g ` W ) e. _V )
61		vex 2766	. . . . . . . 8 |- b e. _V
62	61	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( W e. LMod -> b e. _V )
63		ovexg 5956	. . . . . . 7 |- ( ( ( x ( .s ` W ) a ) e. _V /\ ( +g ` W ) e. _V /\ b e. _V ) -> ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. _V )
64	58, 60, 62, 63	syl3anc 1249	. . . . . 6 |- ( W e. LMod -> ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. _V )
65		elintg 3882	. . . . . 6 |- ( ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. _V -> ( ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. |^| A <-> A. y e. A ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y ) )
66	64, 65	syl 14	. . . . 5 |- ( W e. LMod -> ( ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. |^| A <-> A. y e. A ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y ) )
67	66	3ad2ant1 1020	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> ( ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. |^| A <-> A. y e. A ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y ) )
68	67	adantr 276	. . 3 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) -> ( ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. |^| A <-> A. y e. A ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. y ) )
69	50, 68	mpbird 167	. 2 |- ( ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) /\ ( x e. ( Base ` (Scalar ` W ) ) /\ a e. |^| A /\ b e. |^| A ) ) -> ( ( x ( .s ` W ) a ) ( +g ` W ) b ) e. |^| A )
70		simp1 999	. 2 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> W e. LMod )
71	1, 2, 3, 4, 5, 7, 19, 33, 69, 70	islssmd 13915	1 |- ( ( W e. LMod /\ A C_ S /\ E. w w e. A ) -> |^| A e. S )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   E.wex 1506   e. wcel 2167   A.wral 2475   _Vcvv 2763   C_ wss 3157   ~Pcpw 3605   U.cuni 3839   |^|cint 3874   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   Basecbs 12678   +g cplusg 12755  Scalarcsca 12758   .scvsca 12759   0gc0g 12927   LModclmod 13843   LSubSpclss 13908

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-addcom 7979  ax-addass 7981  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltadd 7995

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3451  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-ltxr 8066  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-5 9052  df-6 9053  df-ndx 12681  df-slot 12682  df-base 12684  df-sets 12685  df-plusg 12768  df-mulr 12769  df-sca 12771  df-vsca 12772  df-0g 12929  df-mgm 12999  df-sgrp 13045  df-mnd 13058  df-grp 13135  df-minusg 13136  df-sbg 13137  df-mgp 13477  df-ur 13516  df-ring 13554  df-lmod 13845  df-lssm 13909

This theorem is referenced by:  lssincl  13941  lspf  13945