Theorem iscvsi 25069

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 1337	. 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 1121	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
12	11	3expa 1116	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
13	12	ralrimiva 3143	. . . . . 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 1123	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
18	17	3expa 1116	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
19	18	ralrimiva 3143	. . . . . 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 1126	. . . . 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 3143	. . . 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 3060	. 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 25068	. 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 710	1 ⊢ 𝑊 ∈ ℂVec

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∀wral 3058  ‘cfv 6548  (class class class)co 7420  1c1 11140   + caddc 11142   · cmul 11144  Basecbs 17180   ↾_s cress 17209  +_gcplusg 17233  Scalarcsca 17236   ·_𝑠 cvsca 17237  Grpcgrp 18890  SubRingcsubrg 20506  DivRingcdr 20624  ℂ_fldccnfld 21279  ℂVecccvs 25063

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-cnex 11195  ax-resscn 11196  ax-1cn 11197  ax-icn 11198  ax-addcl 11199  ax-addrcl 11200  ax-mulcl 11201  ax-mulrcl 11202  ax-mulcom 11203  ax-addass 11204  ax-mulass 11205  ax-distr 11206  ax-i2m1 11207  ax-1ne0 11208  ax-1rid 11209  ax-rnegex 11210  ax-rrecex 11211  ax-cnre 11212  ax-pre-lttri 11213  ax-pre-lttrn 11214  ax-pre-ltadd 11215  ax-pre-mulgt0 11216  ax-addf 11218  ax-mulf 11219

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-pnf 11281  df-mnf 11282  df-xr 11283  df-ltxr 11284  df-le 11285  df-sub 11477  df-neg 11478  df-nn 12244  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12504  df-z 12590  df-dec 12709  df-uz 12854  df-fz 13518  df-struct 17116  df-sets 17133  df-slot 17151  df-ndx 17163  df-base 17181  df-ress 17210  df-plusg 17246  df-mulr 17247  df-starv 17248  df-tset 17252  df-ple 17253  df-ds 17255  df-unif 17256  df-0g 17423  df-mgm 18600  df-sgrp 18679  df-mnd 18695  df-grp 18893  df-subg 19078  df-cmn 19737  df-mgp 20075  df-ur 20122  df-ring 20175  df-cring 20176  df-subrg 20508  df-lmod 20745  df-lvec 20988  df-cnfld 21280  df-clm 25003  df-cvs 25064

This theorem is referenced by: (None)