Theorem iscvsi 25000

Description: Properties that determine a subcomplex vector space. (Contributed by NM, 5-Nov-2006.) (Revised by AV, 4-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
iscvsp.t	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
iscvsp.a	⊢ + = (+g‘𝑊)
iscvsp.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
iscvsp.s	⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
iscvsp.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
iscvsi.1	⊢ 𝑊 ∈ Grp
iscvsi.2	⊢ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾)
iscvsi.3	⊢ 𝑆 ∈ DivRing
iscvsi.4	⊢ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)
iscvsi.5	⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → (1 · 𝑥) = 𝑥)
iscvsi.6	⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
iscvsi.7	⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
iscvsi.8	⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)))
iscvsi.9	⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))

Assertion

Ref	Expression
iscvsi	⊢ 𝑊 ∈ ℂVec

Distinct variable groups:   𝑥,𝐾,𝑦,𝑧   𝑥,𝑆,𝑦,𝑧   𝑥,𝑉,𝑦,𝑧   𝑥,𝑊,𝑦,𝑧   𝑥, + ,𝑦,𝑧   𝑥, · ,𝑦,𝑧

Proof of Theorem iscvsi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iscvsi.1	. . 3 ⊢ 𝑊 ∈ Grp
2		iscvsi.3	. . . 4 ⊢ 𝑆 ∈ DivRing
3		iscvsi.2	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾)
4	2, 3	pm3.2i 470	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾))
5		iscvsi.4	. . 3 ⊢ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)
6	1, 4, 5	3pm3.2i 1336	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾)) ∧ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld))
7		iscvsi.5	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → (1 · 𝑥) = 𝑥)
8		iscvsi.6	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
9	8	ancoms 458	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
10		iscvsi.7	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
11	10	3com12 1120	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
12	11	3expa 1115	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
13	12	ralrimiva 3138	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
14		iscvsi.8	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)))
15		iscvsi.9	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))
16	14, 15	jca 511	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
17	16	3comr 1122	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
18	17	3expa 1115	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
19	18	ralrimiva 3138	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
20	9, 13, 19	3jca 1125	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
21	20	ralrimiva 3138	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → ∀𝑦 ∈ 𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
22	7, 21	jca 511	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))))
23	22	rgen 3055	. 2 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
24		iscvsp.t	. . 3 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
25		iscvsp.a	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑊)
26		iscvsp.v	. . 3 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
27		iscvsp.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
28		iscvsp.k	. . 3 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
29	24, 25, 26, 27, 28	iscvsp 24999	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ ℂVec ↔ ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾)) ∧ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))))
30	6, 23, 29	mpbir2an 708	1 ⊢ 𝑊 ∈ ℂVec

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∀wral 3053  ‘cfv 6534  (class class class)co 7402  1c1 11108   + caddc 11110   · cmul 11112  Basecbs 17149   ↾_s cress 17178  +_gcplusg 17202  Scalarcsca 17205   ·_𝑠 cvsca 17206  Grpcgrp 18859  SubRingcsubrg 20465  DivRingcdr 20583  ℂ_fldccnfld 21234  ℂVecccvs 24994

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-addf 11186  ax-mulf 11187

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-tp 4626  df-op 4628  df-uni 4901  df-iun 4990  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-om 7850  df-1st 7969  df-2nd 7970  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13486  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-0g 17392  df-mgm 18569  df-sgrp 18648  df-mnd 18664  df-grp 18862  df-subg 19046  df-cmn 19698  df-mgp 20036  df-ur 20083  df-ring 20136  df-cring 20137  df-subrg 20467  df-lmod 20704  df-lvec 20947  df-cnfld 21235  df-clm 24934  df-cvs 24995

This theorem is referenced by: (None)