Theorem iscvsi 24644

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 471	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂfld ↾s 𝐾))
5		iscvsi.4	. . 3 ⊢ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)
6	1, 4, 5	3pm3.2i 1339	. 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 459	. . . . . 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 1123	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
12	11	3expa 1118	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
13	12	ralrimiva 3146	. . . . . 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 512	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
17	16	3comr 1125	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
18	17	3expa 1118	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
19	18	ralrimiva 3146	. . . . . 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 1128	. . . . 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 3146	. . . 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 512	. . 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 3063	. 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 24643	. 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 709	1 ⊢ 𝑊 ∈ ℂVec

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3061  ‘cfv 6543  (class class class)co 7408  1c1 11110   + caddc 11112   · cmul 11114  Basecbs 17143   ↾_s cress 17172  +_gcplusg 17196  Scalarcsca 17199   ·_𝑠 cvsca 17200  Grpcgrp 18818  SubRingcsubrg 20314  DivRingcdr 20356  ℂ_fldccnfld 20943  ℂVecccvs 24638

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-addf 11188  ax-mulf 11189

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  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 13484  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-0g 17386  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-grp 18821  df-subg 19002  df-cmn 19649  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-ring 20057  df-cring 20058  df-subrg 20316  df-lmod 20472  df-lvec 20713  df-cnfld 20944  df-clm 24578  df-cvs 24639

This theorem is referenced by: (None)