ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  islssm GIF version

Theorem islssm 14315
Description: The predicate "is a subspace" (of a left module or left vector space). (Contributed by NM, 8-Dec-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 8-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lssset.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
lssset.b 𝐵 = (Base‘𝐹)
lssset.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lssset.p + = (+g𝑊)
lssset.t · = ( ·𝑠𝑊)
lssset.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
islssm (𝑈𝑆 ↔ (𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑎,𝑏,𝑥,𝑊   𝑈,𝑎,𝑏,𝑥,𝑗
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑗,𝑎,𝑏)   + (𝑥,𝑗,𝑎,𝑏)   𝑆(𝑥,𝑗,𝑎,𝑏)   · (𝑥,𝑗,𝑎,𝑏)   𝐹(𝑥,𝑗,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑥,𝑗,𝑎,𝑏)   𝑊(𝑗)

Proof of Theorem islssm
Dummy variables 𝑠 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lssset.s . . 3 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
21lssmex 14313 . 2 (𝑈𝑆𝑊 ∈ V)
3 eleq1w 2290 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘𝑈𝑗𝑈))
43cbvexv 1965 . . . . 5 (∃𝑘 𝑘𝑈 ↔ ∃𝑗 𝑗𝑈)
5 ssel 3218 . . . . . . 7 (𝑈𝑉 → (𝑘𝑈𝑘𝑉))
6 lssset.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Base‘𝑊)
76basmex 13087 . . . . . . 7 (𝑘𝑉𝑊 ∈ V)
85, 7syl6 33 . . . . . 6 (𝑈𝑉 → (𝑘𝑈𝑊 ∈ V))
98exlimdv 1865 . . . . 5 (𝑈𝑉 → (∃𝑘 𝑘𝑈𝑊 ∈ V))
104, 9biimtrrid 153 . . . 4 (𝑈𝑉 → (∃𝑗 𝑗𝑈𝑊 ∈ V))
1110imp 124 . . 3 ((𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈) → 𝑊 ∈ V)
12113adant3 1041 . 2 ((𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈) → 𝑊 ∈ V)
13 lssset.f . . . . 5 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
14 lssset.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝐹)
15 lssset.p . . . . 5 + = (+g𝑊)
16 lssset.t . . . . 5 · = ( ·𝑠𝑊)
1713, 14, 6, 15, 16, 1lsssetm 14314 . . . 4 (𝑊 ∈ V → 𝑆 = {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)})
1817eleq2d 2299 . . 3 (𝑊 ∈ V → (𝑈𝑆𝑈 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)}))
19 basfn 13086 . . . . . . . 8 Base Fn V
20 funfvex 5643 . . . . . . . . 9 ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
2120funfni 5422 . . . . . . . 8 ((Base Fn V ∧ 𝑊 ∈ V) → (Base‘𝑊) ∈ V)
2219, 21mpan 424 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ V → (Base‘𝑊) ∈ V)
236, 22eqeltrid 2316 . . . . . 6 (𝑊 ∈ V → 𝑉 ∈ V)
24 elpw2g 4239 . . . . . 6 (𝑉 ∈ V → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉𝑈𝑉))
2523, 24syl 14 . . . . 5 (𝑊 ∈ V → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉𝑈𝑉))
2625anbi1d 465 . . . 4 (𝑊 ∈ V → ((𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)) ↔ (𝑈𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))))
27 eleq2 2293 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑈 → (𝑗𝑠𝑗𝑈))
2827exbidv 1871 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑈 → (∃𝑗 𝑗𝑠 ↔ ∃𝑗 𝑗𝑈))
29 eleq2 2293 . . . . . . . . 9 (𝑠 = 𝑈 → (((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3029raleqbi1dv 2740 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3130raleqbi1dv 2740 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3231ralbidv 2530 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3328, 32anbi12d 473 . . . . 5 (𝑠 = 𝑈 → ((∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠) ↔ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
3433elrab 2959 . . . 4 (𝑈 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)} ↔ (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
35 3anass 1006 . . . 4 ((𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈) ↔ (𝑈𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
3626, 34, 353bitr4g 223 . . 3 (𝑊 ∈ V → (𝑈 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)} ↔ (𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
3718, 36bitrd 188 . 2 (𝑊 ∈ V → (𝑈𝑆 ↔ (𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
382, 12, 37pm5.21nii 709 1 (𝑈𝑆 ↔ (𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wa 104  wb 105  w3a 1002   = wceq 1395  wex 1538  wcel 2200  wral 2508  {crab 2512  Vcvv 2799  wss 3197  𝒫 cpw 3649   Fn wfn 5312  cfv 5317  (class class class)co 6000  Basecbs 13027  +gcplusg 13105  Scalarcsca 13108   ·𝑠 cvsca 13109  LSubSpclss 14310
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-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4201  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1re 8089  ax-addrcl 8092
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ral 2513  df-rex 2514  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-id 4383  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-fv 5325  df-ov 6003  df-inn 9107  df-ndx 13030  df-slot 13031  df-base 13033  df-lssm 14311
This theorem is referenced by:  islidlm  14437
  Copyright terms: Public domain W3C validator