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

Theorem islss4 20573
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 20568 . . 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 20566 . . . 4 (((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ π‘ˆ)) β†’ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)
76ralrimivva 3201 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) β†’ βˆ€π‘Ž ∈ 𝐡 βˆ€π‘ ∈ π‘ˆ (π‘Ž Β· 𝑏) ∈ π‘ˆ)
82, 7jca 513 . 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 19007 . . . 4 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ π‘ˆ βŠ† 𝑉)
1110ad2antrl 727 . . 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 2733 . . . . . 6 (0gβ€˜π‘Š) = (0gβ€˜π‘Š)
1312subg0cl 19014 . . . . 5 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ (0gβ€˜π‘Š) ∈ π‘ˆ)
1413ne0d 4336 . . . 4 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜π‘Š) β†’ π‘ˆ β‰  βˆ…)
1514ad2antrl 727 . . 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 2733 . . . . . . . . . 10 (+gβ€˜π‘Š) = (+gβ€˜π‘Š)
1716subgcl 19016 . . . . . . . . 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 1120 . . . . . . . 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 483 . . . . . . 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 3153 . . . . . 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 3170 . . . . 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 3170 . . . 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 456 . . 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 20545 . . 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 1344 . 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 800 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 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  Basecbs 17144  +gcplusg 17197  Scalarcsca 17200   ·𝑠 cvsca 17201  0gc0g 17385  SubGrpcsubg 19000  LModclmod 20471  LSubSpclss 20542
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-0g 17387  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-grp 18822  df-minusg 18823  df-sbg 18824  df-subg 19003  df-mgp 19988  df-ur 20005  df-ring 20058  df-lmod 20473  df-lss 20543
This theorem is referenced by:  lssacs  20578  lmhmima  20658  lmhmpreima  20659  lmhmeql  20666  lsmcl  20694  dsmmlss  21299  issubassa2  21446  mplind  21631  mhplss  21698  fedgmullem2  32715
  Copyright terms: Public domain W3C validator