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

Theorem islssd 20951
Description: Properties that determine a subspace of a left module or left vector space. (Contributed by NM, 8-Dec-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 8-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
islssd.f (𝜑𝐹 = (Scalar‘𝑊))
islssd.b (𝜑𝐵 = (Base‘𝐹))
islssd.v (𝜑𝑉 = (Base‘𝑊))
islssd.p (𝜑+ = (+g𝑊))
islssd.t (𝜑· = ( ·𝑠𝑊))
islssd.s (𝜑𝑆 = (LSubSp‘𝑊))
islssd.u (𝜑𝑈𝑉)
islssd.z (𝜑𝑈 ≠ ∅)
islssd.c ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)
Assertion
Ref Expression
islssd (𝜑𝑈𝑆)
Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑥,𝜑   𝑈,𝑎,𝑏,𝑥   𝑊,𝑎,𝑏,𝑥   𝐵,𝑎,𝑏
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   + (𝑥,𝑎,𝑏)   𝑆(𝑥,𝑎,𝑏)   · (𝑥,𝑎,𝑏)   𝐹(𝑥,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑥,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem islssd
StepHypRef Expression
1 islssd.u . . . 4 (𝜑𝑈𝑉)
2 islssd.v . . . 4 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑊))
31, 2sseqtrd 4036 . . 3 (𝜑𝑈 ⊆ (Base‘𝑊))
4 islssd.z . . 3 (𝜑𝑈 ≠ ∅)
5 islssd.c . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)
653exp2 1353 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥𝐵 → (𝑎𝑈 → (𝑏𝑈 → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))))
76imp43 427 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐵) ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)
87ralrimivva 3200 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵) → ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈)
98ex 412 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐵 → ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈))
10 islssd.b . . . . . . 7 (𝜑𝐵 = (Base‘𝐹))
11 islssd.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 = (Scalar‘𝑊))
1211fveq2d 6911 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝐹) = (Base‘(Scalar‘𝑊)))
1310, 12eqtrd 2775 . . . . . 6 (𝜑𝐵 = (Base‘(Scalar‘𝑊)))
1413eleq2d 2825 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐵𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))))
15 islssd.p . . . . . . . . 9 (𝜑+ = (+g𝑊))
1615oveqd 7448 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) = ((𝑥 · 𝑎)(+g𝑊)𝑏))
17 islssd.t . . . . . . . . . 10 (𝜑· = ( ·𝑠𝑊))
1817oveqd 7448 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 · 𝑎) = (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎))
1918oveq1d 7446 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑥 · 𝑎)(+g𝑊)𝑏) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏))
2016, 19eqtrd 2775 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏))
2120eleq1d 2824 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈 ↔ ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏) ∈ 𝑈))
22212ralbidv 3219 . . . . 5 (𝜑 → (∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥 · 𝑎) + 𝑏) ∈ 𝑈 ↔ ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏) ∈ 𝑈))
239, 14, 223imtr3d 293 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) → ∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏) ∈ 𝑈))
2423ralrimiv 3143 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏) ∈ 𝑈)
25 eqid 2735 . . . 4 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
26 eqid 2735 . . . 4 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
27 eqid 2735 . . . 4 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
28 eqid 2735 . . . 4 (+g𝑊) = (+g𝑊)
29 eqid 2735 . . . 4 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
30 eqid 2735 . . . 4 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
3125, 26, 27, 28, 29, 30islss 20950 . . 3 (𝑈 ∈ (LSubSp‘𝑊) ↔ (𝑈 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))∀𝑎𝑈𝑏𝑈 ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑎)(+g𝑊)𝑏) ∈ 𝑈))
323, 4, 24, 31syl3anbrc 1342 . 2 (𝜑𝑈 ∈ (LSubSp‘𝑊))
33 islssd.s . 2 (𝜑𝑆 = (LSubSp‘𝑊))
3432, 33eleqtrrd 2842 1 (𝜑𝑈𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  wss 3963  c0 4339  cfv 6563  (class class class)co 7431  Basecbs 17245  +gcplusg 17298  Scalarcsca 17301   ·𝑠 cvsca 17302  LSubSpclss 20947
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rab 3434  df-v 3480  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5583  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fv 6571  df-ov 7434  df-lss 20948
This theorem is referenced by:  lss1  20954  lsssn0  20964  islss3  20975  lss1d  20979  lssintcl  20980  lspsolvlem  21162  lbsextlem2  21179  mpllsslem  22038  scmatlss  22547  ply1degltlss  33597  drgextlsp  33623  dialss  41029  diblss  41153  diclss  41176  lincolss  48280
  Copyright terms: Public domain W3C validator