MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cnlmod Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnlmod 23432
Description: The set of complex numbers is a left module over itself. The vector operation is +, and the scalar product is ·. (Contributed by AV, 20-Sep-2021.)
Hypothesis
Ref Expression
cnlmod.w 𝑊 = ({⟨(Base‘ndx), ℂ⟩, ⟨(+g‘ndx), + ⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), ℂfld⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), · ⟩})
Assertion
Ref Expression
cnlmod 𝑊 ∈ LMod

Proof of Theorem cnlmod
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0cn 10484 . 2 0 ∈ ℂ
2 cnlmod.w . . . . . 6 𝑊 = ({⟨(Base‘ndx), ℂ⟩, ⟨(+g‘ndx), + ⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), ℂfld⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), · ⟩})
32cnlmodlem1 23428 . . . . 5 (Base‘𝑊) = ℂ
43eqcomi 2804 . . . 4 ℂ = (Base‘𝑊)
54a1i 11 . . 3 (0 ∈ ℂ → ℂ = (Base‘𝑊))
62cnlmodlem2 23429 . . . . 5 (+g𝑊) = +
76eqcomi 2804 . . . 4 + = (+g𝑊)
87a1i 11 . . 3 (0 ∈ ℂ → + = (+g𝑊))
9 addcl 10470 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℂ)
1093adant1 1123 . . 3 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℂ)
11 addass 10475 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
1211adantl 482 . . 3 ((0 ∈ ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
13 id 22 . . 3 (0 ∈ ℂ → 0 ∈ ℂ)
14 addid2 10675 . . . 4 (𝑥 ∈ ℂ → (0 + 𝑥) = 𝑥)
1514adantl 482 . . 3 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (0 + 𝑥) = 𝑥)
16 negcl 10738 . . . 4 (𝑥 ∈ ℂ → -𝑥 ∈ ℂ)
1716adantl 482 . . 3 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → -𝑥 ∈ ℂ)
18 id 22 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℂ → 𝑥 ∈ ℂ)
1916, 18addcomd 10694 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℂ → (-𝑥 + 𝑥) = (𝑥 + -𝑥))
2019adantl 482 . . . 4 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (-𝑥 + 𝑥) = (𝑥 + -𝑥))
21 negid 10786 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥 + -𝑥) = 0)
2221adantl 482 . . . 4 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑥 + -𝑥) = 0)
2320, 22eqtrd 2831 . . 3 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (-𝑥 + 𝑥) = 0)
245, 8, 10, 12, 13, 15, 17, 23isgrpd 17888 . 2 (0 ∈ ℂ → 𝑊 ∈ Grp)
254a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → ℂ = (Base‘𝑊))
267a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → + = (+g𝑊))
272cnlmodlem3 23430 . . . . 5 (Scalar‘𝑊) = ℂfld
2827eqcomi 2804 . . . 4 fld = (Scalar‘𝑊)
2928a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → ℂfld = (Scalar‘𝑊))
302cnlmod4 23431 . . . . 5 ( ·𝑠𝑊) = ·
3130eqcomi 2804 . . . 4 · = ( ·𝑠𝑊)
3231a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → · = ( ·𝑠𝑊))
33 cnfldbas 20236 . . . 4 ℂ = (Base‘ℂfld)
3433a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → ℂ = (Base‘ℂfld))
35 cnfldadd 20237 . . . 4 + = (+g‘ℂfld)
3635a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → + = (+g‘ℂfld))
37 cnfldmul 20238 . . . 4 · = (.r‘ℂfld)
3837a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → · = (.r‘ℂfld))
39 cnfld1 20257 . . . 4 1 = (1r‘ℂfld)
4039a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → 1 = (1r‘ℂfld))
41 cnring 20254 . . . 4 fld ∈ Ring
4241a1i 11 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → ℂfld ∈ Ring)
43 id 22 . . 3 (𝑊 ∈ Grp → 𝑊 ∈ Grp)
44 mulcl 10472 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℂ)
45443adant1 1123 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℂ)
46 adddi 10477 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑥 · (𝑦 + 𝑧)) = ((𝑥 · 𝑦) + (𝑥 · 𝑧)))
4746adantl 482 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑥 · (𝑦 + 𝑧)) = ((𝑥 · 𝑦) + (𝑥 · 𝑧)))
48 adddir 10483 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((𝑥 + 𝑦) · 𝑧) = ((𝑥 · 𝑧) + (𝑦 · 𝑧)))
4948adantl 482 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → ((𝑥 + 𝑦) · 𝑧) = ((𝑥 · 𝑧) + (𝑦 · 𝑧)))
50 mulass 10476 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((𝑥 · 𝑦) · 𝑧) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑧)))
5150adantl 482 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → ((𝑥 · 𝑦) · 𝑧) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑧)))
52 mulid2 10491 . . . 4 (𝑥 ∈ ℂ → (1 · 𝑥) = 𝑥)
5352adantl 482 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 · 𝑥) = 𝑥)
5425, 26, 29, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 45, 47, 49, 51, 53islmodd 19335 . 2 (𝑊 ∈ Grp → 𝑊 ∈ LMod)
551, 24, 54mp2b 10 1 𝑊 ∈ LMod
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 396  w3a 1080   = wceq 1522  wcel 2081  cun 3861  {cpr 4478  cop 4482  cfv 6230  (class class class)co 7021  cc 10386  0cc0 10388  1c1 10389   + caddc 10391   · cmul 10393  -cneg 10723  ndxcnx 16314  Basecbs 16317  +gcplusg 16399  .rcmulr 16400  Scalarcsca 16402   ·𝑠 cvsca 16403  Grpcgrp 17866  1rcur 18946  Ringcrg 18992  LModclmod 19329  fldccnfld 20232
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1777  ax-4 1791  ax-5 1888  ax-6 1947  ax-7 1992  ax-8 2083  ax-9 2091  ax-10 2112  ax-11 2126  ax-12 2141  ax-13 2344  ax-ext 2769  ax-sep 5099  ax-nul 5106  ax-pow 5162  ax-pr 5226  ax-un 7324  ax-cnex 10444  ax-resscn 10445  ax-1cn 10446  ax-icn 10447  ax-addcl 10448  ax-addrcl 10449  ax-mulcl 10450  ax-mulrcl 10451  ax-mulcom 10452  ax-addass 10453  ax-mulass 10454  ax-distr 10455  ax-i2m1 10456  ax-1ne0 10457  ax-1rid 10458  ax-rnegex 10459  ax-rrecex 10460  ax-cnre 10461  ax-pre-lttri 10462  ax-pre-lttrn 10463  ax-pre-ltadd 10464  ax-pre-mulgt0 10465  ax-addf 10467  ax-mulf 10468
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1525  df-ex 1762  df-nf 1766  df-sb 2043  df-mo 2576  df-eu 2612  df-clab 2776  df-cleq 2788  df-clel 2863  df-nfc 2935  df-ne 2985  df-nel 3091  df-ral 3110  df-rex 3111  df-reu 3112  df-rmo 3113  df-rab 3114  df-v 3439  df-sbc 3710  df-csb 3816  df-dif 3866  df-un 3868  df-in 3870  df-ss 3878  df-pss 3880  df-nul 4216  df-if 4386  df-pw 4459  df-sn 4477  df-pr 4479  df-tp 4481  df-op 4483  df-uni 4750  df-int 4787  df-iun 4831  df-br 4967  df-opab 5029  df-mpt 5046  df-tr 5069  df-id 5353  df-eprel 5358  df-po 5367  df-so 5368  df-fr 5407  df-we 5409  df-xp 5454  df-rel 5455  df-cnv 5456  df-co 5457  df-dm 5458  df-rn 5459  df-res 5460  df-ima 5461  df-pred 6028  df-ord 6074  df-on 6075  df-lim 6076  df-suc 6077  df-iota 6194  df-fun 6232  df-fn 6233  df-f 6234  df-f1 6235  df-fo 6236  df-f1o 6237  df-fv 6238  df-riota 6982  df-ov 7024  df-oprab 7025  df-mpo 7026  df-om 7442  df-1st 7550  df-2nd 7551  df-wrecs 7803  df-recs 7865  df-rdg 7903  df-1o 7958  df-oadd 7962  df-er 8144  df-en 8363  df-dom 8364  df-sdom 8365  df-fin 8366  df-pnf 10528  df-mnf 10529  df-xr 10530  df-ltxr 10531  df-le 10532  df-sub 10724  df-neg 10725  df-nn 11492  df-2 11553  df-3 11554  df-4 11555  df-5 11556  df-6 11557  df-7 11558  df-8 11559  df-9 11560  df-n0 11751  df-z 11835  df-dec 11953  df-uz 12099  df-fz 12748  df-struct 16319  df-ndx 16320  df-slot 16321  df-base 16323  df-sets 16324  df-plusg 16412  df-mulr 16413  df-starv 16414  df-sca 16415  df-vsca 16416  df-tset 16418  df-ple 16419  df-ds 16421  df-unif 16422  df-0g 16549  df-mgm 17686  df-sgrp 17728  df-mnd 17739  df-grp 17869  df-cmn 18640  df-mgp 18935  df-ur 18947  df-ring 18994  df-cring 18995  df-lmod 19331  df-cnfld 20233
This theorem is referenced by:  cnstrcvs  23433
  Copyright terms: Public domain W3C validator