MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  islss4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem islss4 20805
Description: A linear subspace is a subgroup which respects scalar multiplication. (Contributed by Stefan O'Rear, 11-Dec-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
islss4.f 𝐹 = (Scalarβ€˜π‘Š)
islss4.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΉ)
islss4.v 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
islss4.t Β· = ( ·𝑠 β€˜π‘Š)
islss4.s 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
Assertion
Ref Expression
islss4 (π‘Š ∈ LMod β†’ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ↔ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)))
Distinct variable groups:   𝐹,π‘Ž,𝑏   π‘Š,π‘Ž,𝑏   𝐡,π‘Ž,𝑏   𝑉,π‘Ž,𝑏   Β· ,π‘Ž,𝑏   𝑆,π‘Ž,𝑏   π‘ˆ,π‘Ž,𝑏

Proof of Theorem islss4
Dummy variable 𝑐 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 islss4.s . . . 4 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
21lsssubg 20800 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) β†’ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š))
3 islss4.f . . . . 5 𝐹 = (Scalarβ€˜π‘Š)
4 islss4.t . . . . 5 Β· = ( ·𝑠 β€˜π‘Š)
5 islss4.b . . . . 5 𝐡 = (Baseβ€˜πΉ)
63, 4, 5, 1lssvscl 20798 . . . 4 (((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ π‘ˆ)) β†’ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)
76ralrimivva 3192 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) β†’ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)
82, 7jca 511 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) β†’ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ))
9 islss4.v . . . . 5 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
109subgss 19050 . . . 4 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ π‘ˆ βŠ† 𝑉)
1110ad2antrl 725 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)) β†’ π‘ˆ βŠ† 𝑉)
12 eqid 2724 . . . . . 6 (0gβ€˜π‘Š) = (0gβ€˜π‘Š)
1312subg0cl 19057 . . . . 5 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ (0gβ€˜π‘Š) ∈ π‘ˆ)
1413ne0d 4328 . . . 4 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ π‘ˆ β‰  βˆ…)
1514ad2antrl 725 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)) β†’ π‘ˆ β‰  βˆ…)
16 eqid 2724 . . . . . . . . . 10 (+gβ€˜π‘Š) = (+gβ€˜π‘Š)
1716subgcl 19059 . . . . . . . . 9 ((π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ ∧ 𝑐 ∈ π‘ˆ) β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ)
18173exp 1116 . . . . . . . 8 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ β†’ (𝑐 ∈ π‘ˆ β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ)))
1918adantl 481 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š)) β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ β†’ (𝑐 ∈ π‘ˆ β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ)))
2019ralrimdv 3144 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š)) β†’ ((π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ β†’ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ))
2120ralimdv 3161 . . . . 5 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š)) β†’ (βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ β†’ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ))
2221ralimdv 3161 . . . 4 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š)) β†’ (βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ β†’ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ))
2322impr 454 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)) β†’ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ)
243, 5, 9, 16, 4, 1islss 20777 . . 3 (π‘ˆ ∈ 𝑆 ↔ (π‘ˆ βŠ† 𝑉 ∧ π‘ˆ β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ ((π‘Ž Β· 𝑏)(+gβ€˜π‘Š)𝑐) ∈ π‘ˆ))
2511, 15, 23, 24syl3anbrc 1340 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)) β†’ π‘ˆ ∈ 𝑆)
268, 25impbida 798 1 (π‘Š ∈ LMod β†’ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ↔ (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) ∧ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2932  βˆ€wral 3053   βŠ† wss 3941  βˆ…c0 4315  β€˜cfv 6534  (class class class)co 7402  Basecbs 17149  +gcplusg 17202  Scalarcsca 17205   ·𝑠 cvsca 17206  0gc0g 17390  SubGrpcsubg 19043  LModclmod 20702  LSubSpclss 20774
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
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-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-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  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-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-0g 17392  df-mgm 18569  df-sgrp 18648  df-mnd 18664  df-grp 18862  df-minusg 18863  df-sbg 18864  df-subg 19046  df-mgp 20036  df-ur 20083  df-ring 20136  df-lmod 20704  df-lss 20775
This theorem is referenced by:  lssacs  20810  lmhmima  20891  lmhmpreima  20892  lmhmeql  20899  lsmcl  20927  dsmmlss  21628  issubassa2  21775  mplind  21962  mhplss  22027  fedgmullem2  33223
  Copyright terms: Public domain W3C validator