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

Theorem islssm 14694
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 14692 . 2 (𝑈𝑆𝑊 ∈ V)
3 eleq1w 2299 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘𝑈𝑗𝑈))
43cbvexv 1974 . . . . 5 (∃𝑘 𝑘𝑈 ↔ ∃𝑗 𝑗𝑈)
5 ssel 3242 . . . . . . 7 (𝑈𝑉 → (𝑘𝑈𝑘𝑉))
6 lssset.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Base‘𝑊)
76basmex 13412 . . . . . . 7 (𝑘𝑉𝑊 ∈ V)
85, 7syl6 33 . . . . . 6 (𝑈𝑉 → (𝑘𝑈𝑊 ∈ V))
98exlimdv 1872 . . . . 5 (𝑈𝑉 → (∃𝑘 𝑘𝑈𝑊 ∈ V))
104, 9biimtrrid 153 . . . 4 (𝑈𝑉 → (∃𝑗 𝑗𝑈𝑊 ∈ V))
1110imp 124 . . 3 ((𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈) → 𝑊 ∈ V)
12113adant3 1048 . 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 14693 . . . 4 (𝑊 ∈ V → 𝑆 = {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)})
1817eleq2d 2308 . . 3 (𝑊 ∈ V → (𝑈𝑆𝑈 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)}))
19 basfn 13411 . . . . . . . 8 Base Fn V
20 funfvex 5712 . . . . . . . . 9 ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
2120funfni 5483 . . . . . . . 8 ((Base Fn V ∧ 𝑊 ∈ V) → (Base‘𝑊) ∈ V)
2219, 21mpan 428 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ V → (Base‘𝑊) ∈ V)
236, 22eqeltrid 2325 . . . . . 6 (𝑊 ∈ V → 𝑉 ∈ V)
24 elpw2g 4292 . . . . . 6 (𝑉 ∈ V → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉𝑈𝑉))
2523, 24syl 14 . . . . 5 (𝑊 ∈ V → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉𝑈𝑉))
2625anbi1d 469 . . . 4 (𝑊 ∈ V → ((𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)) ↔ (𝑈𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))))
27 eleq2 2302 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑈 → (𝑗𝑠𝑗𝑈))
2827exbidv 1878 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑈 → (∃𝑗 𝑗𝑠 ↔ ∃𝑗 𝑗𝑈))
29 eleq2 2302 . . . . . . . . 9 (𝑠 = 𝑈 → (((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3029raleqbi1dv 2761 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3130raleqbi1dv 2761 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3231ralbidv 2550 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑈 → (∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠 ↔ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
3328, 32anbi12d 477 . . . . 5 (𝑠 = 𝑈 → ((∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠) ↔ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
3433elrab 2982 . . . 4 (𝑈 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (∃𝑗 𝑗𝑠 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑠𝑏𝑠 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑠)} ↔ (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ∧ (∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)))
35 3anass 1013 . . . 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 716 1 (𝑈𝑆 ↔ (𝑈𝑉 ∧ ∃𝑗 𝑗𝑈 ∧ ∀𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  wa 104  wb 105  w3a 1009   = wceq 1402  wex 1545  wcel 2209  wral 2528  {crab 2532  Vcvv 2821  wss 3220  𝒫 cpw 3688   Fn wfn 5372  cfv 5377  (class class class)co 6085  Basecbs 13352  +gcplusg 13431  Scalarcsca 13434   ·𝑠 cvsca 13435  LSubSpclss 14689
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4249  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1re 8273  ax-addrcl 8276
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-id 4438  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-fv 5385  df-ov 6088  df-inn 9305  df-ndx 13355  df-slot 13356  df-base 13358  df-lssm 14690
This theorem is used by:  islidlm  14816
  Copyright terms: Public domain W3C validator