Theorem lss0cl 14382

Description: The zero vector belongs to every subspace. (Contributed by NM, 12-Jan-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lss0cl.z	⊢ 0 = (0g‘𝑊)
lss0cl.s	⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
lss0cl	⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → 0 ∈ 𝑈)

Proof of Theorem lss0cl

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2231	. . . . 5 ⊢ (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
2		eqid 2231	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
3		eqid 2231	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
4		eqid 2231	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊)
5		eqid 2231	. . . . 5 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑊)
6		lss0cl.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	islssmg 14371	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → (𝑈 ∈ 𝑆 ↔ (𝑈 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ ∃𝑥 𝑥 ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))∀𝑏 ∈ 𝑈 ∀𝑐 ∈ 𝑈 ((𝑎( ·𝑠 ‘𝑊)𝑏)(+g‘𝑊)𝑐) ∈ 𝑈)))
8	7	biimpa 296	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → (𝑈 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ ∃𝑥 𝑥 ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))∀𝑏 ∈ 𝑈 ∀𝑐 ∈ 𝑈 ((𝑎( ·𝑠 ‘𝑊)𝑏)(+g‘𝑊)𝑐) ∈ 𝑈))
9	8	simp2d 1036	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → ∃𝑥 𝑥 ∈ 𝑈)
10		simp1 1023	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑊 ∈ LMod)
11	3, 6	lsselg 14374	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑊))
12		lss0cl.z	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑊)
13		eqid 2231	. . . . . . 7 ⊢ (-g‘𝑊) = (-g‘𝑊)
14	3, 12, 13	lmodsubid 14360	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥(-g‘𝑊)𝑥) = 0 )
15	10, 11, 14	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(-g‘𝑊)𝑥) = 0 )
16	13, 6	lssvsubcl 14379	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) ∧ (𝑥 ∈ 𝑈 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈)) → (𝑥(-g‘𝑊)𝑥) ∈ 𝑈)
17	16	anabsan2 586	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(-g‘𝑊)𝑥) ∈ 𝑈)
18	17	3impa 1220	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(-g‘𝑊)𝑥) ∈ 𝑈)
19	15, 18	eqeltrrd 2309	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 0 ∈ 𝑈)
20	19	3expia 1231	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → (𝑥 ∈ 𝑈 → 0 ∈ 𝑈))
21	20	exlimdv 1867	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → (∃𝑥 𝑥 ∈ 𝑈 → 0 ∈ 𝑈))
22	9, 21	mpd 13	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ∈ 𝑆) → 0 ∈ 𝑈)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1004   = wceq 1397  ∃wex 1540   ∈ wcel 2202  ∀wral 2510   ⊆ wss 3200  ‘cfv 5326  (class class class)co 6017  Basecbs 13081  +_gcplusg 13159  Scalarcsca 13162   ·_𝑠 cvsca 13163  0_gc0g 13338  -_gcsg 13584  LModclmod 14300  LSubSpclss 14365

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-cnex 8122  ax-resscn 8123  ax-1cn 8124  ax-1re 8125  ax-icn 8126  ax-addcl 8127  ax-addrcl 8128  ax-mulcl 8129  ax-addcom 8131  ax-addass 8133  ax-i2m1 8136  ax-0lt1 8137  ax-0id 8139  ax-rnegex 8140  ax-pre-ltirr 8143  ax-pre-ltadd 8147

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-id 4390  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5970  df-ov 6020  df-oprab 6021  df-mpo 6022  df-1st 6302  df-2nd 6303  df-pnf 8215  df-mnf 8216  df-ltxr 8218  df-inn 9143  df-2 9201  df-3 9202  df-4 9203  df-5 9204  df-6 9205  df-ndx 13084  df-slot 13085  df-base 13087  df-sets 13088  df-plusg 13172  df-mulr 13173  df-sca 13175  df-vsca 13176  df-0g 13340  df-mgm 13438  df-sgrp 13484  df-mnd 13499  df-grp 13585  df-minusg 13586  df-sbg 13587  df-mgp 13933  df-ur 13972  df-ring 14010  df-lmod 14302  df-lssm 14366

This theorem is referenced by:  lss0ss  14384  lssvneln0  14386  lssvscl  14388  lsssubg  14390  lssintclm  14397  lidl0cl  14496