Theorem lincolss 44488

Description: According to the statement in [Lang] p. 129, the set (LSubSp‘𝑀) of all linear combinations of a set of vectors V is a submodule (generated by V) of the module M. The elements of V are called generators of (LSubSp‘𝑀). (Contributed by AV, 12-Apr-2019.)

Assertion

Ref	Expression
lincolss	⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑀 LinCo 𝑉) ∈ (LSubSp‘𝑀))

Proof of Theorem lincolss

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑠 𝑣 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀))
2		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀)))
3		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀))
4		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (+g‘𝑀) = (+g‘𝑀))
5		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀))
6		eqidd 2822	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (LSubSp‘𝑀) = (LSubSp‘𝑀))
7		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
8		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀)
9		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
10	7, 8, 9	lcoval 44466	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑣 ∈ (𝑀 LinCo 𝑉) ↔ (𝑣 ∈ (Base‘𝑀) ∧ ∃𝑠 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑m 𝑉)(𝑠 finSupp (0g‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑣 = (𝑠( linC ‘𝑀)𝑉)))))
11		simpl 485	. . . 4 ⊢ ((𝑣 ∈ (Base‘𝑀) ∧ ∃𝑠 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑m 𝑉)(𝑠 finSupp (0g‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑣 = (𝑠( linC ‘𝑀)𝑉))) → 𝑣 ∈ (Base‘𝑀))
12	10, 11	syl6bi 255	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑣 ∈ (𝑀 LinCo 𝑉) → 𝑣 ∈ (Base‘𝑀)))
13	12	ssrdv 3972	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑀 LinCo 𝑉) ⊆ (Base‘𝑀))
14		lcoel0 44482	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (0g‘𝑀) ∈ (𝑀 LinCo 𝑉))
15	14	ne0d 4300	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑀 LinCo 𝑉) ≠ ∅)
16		eqid 2821	. . 3 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀)
17		eqid 2821	. . 3 ⊢ (+g‘𝑀) = (+g‘𝑀)
18	16, 9, 17	lincsumscmcl 44487	. 2 ⊢ (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎 ∈ (𝑀 LinCo 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (𝑀 LinCo 𝑉))) → ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑎)(+g‘𝑀)𝑏) ∈ (𝑀 LinCo 𝑉))
19	1, 2, 3, 4, 5, 6, 13, 15, 18	islssd 19706	1 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝑀 LinCo 𝑉) ∈ (LSubSp‘𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1533   ∈ wcel 2110  ∃wrex 3139  𝒫 cpw 4538   class class class wbr 5065  ‘cfv 6354  (class class class)co 7155   ↑_m cmap 8405   finSupp cfsupp 8832  Basecbs 16482  +_gcplusg 16564  Scalarcsca 16567   ·_𝑠 cvsca 16568  0_gc0g 16712  LModclmod 19633  LSubSpclss 19702   linC clinc 44458   LinCo clinco 44459

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 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5189  ax-sep 5202  ax-nul 5209  ax-pow 5265  ax-pr 5329  ax-un 7460  ax-cnex 10592  ax-resscn 10593  ax-1cn 10594  ax-icn 10595  ax-addcl 10596  ax-addrcl 10597  ax-mulcl 10598  ax-mulrcl 10599  ax-mulcom 10600  ax-addass 10601  ax-mulass 10602  ax-distr 10603  ax-i2m1 10604  ax-1ne0 10605  ax-1rid 10606  ax-rnegex 10607  ax-rrecex 10608  ax-cnre 10609  ax-pre-lttri 10610  ax-pre-lttrn 10611  ax-pre-ltadd 10612  ax-pre-mulgt0 10613

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4567  df-pr 4569  df-tp 4571  df-op 4573  df-uni 4838  df-int 4876  df-iun 4920  df-br 5066  df-opab 5128  df-mpt 5146  df-tr 5172  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-isom 6363  df-riota 7113  df-ov 7158  df-oprab 7159  df-mpo 7160  df-of 7408  df-om 7580  df-1st 7688  df-2nd 7689  df-supp 7830  df-wrecs 7946  df-recs 8007  df-rdg 8045  df-1o 8101  df-oadd 8105  df-er 8288  df-map 8407  df-en 8509  df-dom 8510  df-sdom 8511  df-fin 8512  df-fsupp 8833  df-oi 8973  df-card 9367  df-pnf 10676  df-mnf 10677  df-xr 10678  df-ltxr 10679  df-le 10680  df-sub 10871  df-neg 10872  df-nn 11638  df-2 11699  df-n0 11897  df-z 11981  df-uz 12243  df-fz 12892  df-fzo 13033  df-seq 13369  df-hash 13690  df-ndx 16485  df-slot 16486  df-base 16488  df-sets 16489  df-ress 16490  df-plusg 16577  df-0g 16714  df-gsum 16715  df-mgm 17851  df-sgrp 17900  df-mnd 17911  df-mhm 17955  df-submnd 17956  df-grp 18105  df-minusg 18106  df-ghm 18355  df-cntz 18446  df-cmn 18907  df-abl 18908  df-mgp 19239  df-ur 19251  df-ring 19298  df-lmod 19635  df-lss 19703  df-linc 44460  df-lco 44461

This theorem is referenced by:  lspsslco  44491