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Theorem lss1d 21289
Description: One-dimensional subspace (or zero-dimensional if 𝑋 is the zero vector). (Contributed by NM, 14-Jan-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lss1d.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lss1d.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
lss1d.t · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
lss1d.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
lss1d.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lss1d ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∈ 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑣,𝑘,𝐾   · ,𝑘,𝑣   𝑘,𝑉,𝑣   𝑘,𝐹   𝑘,𝑊,𝑣   𝑘,𝑋,𝑣
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑣, 𝑘)   𝐹(𝑣)

Proof of Theorem lss1d
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lss1d.f . . 3 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
21a1i 11 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝐹 = (Scalar‘𝑊))
3 lss1d.k . . 3 𝐾 = (Base‘𝐹)
43a1i 11 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝐾 = (Base‘𝐹))
5 lss1d.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
65a1i 11 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝑉 = (Base‘𝑊))
7 eqidd 2764 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊))
8 lss1d.t . . 3 · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
98a1i 11 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → · = ( ·𝑠 ‘𝑊))
10 lss1d.s . . 3 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
1110a1i 11 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝑆 = (LSubSp‘𝑊))
125, 1, 8, 3lmodvscl 21204 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑘 · 𝑋) ∈ 𝑉)
13123expa 1136 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑘 · 𝑋) ∈ 𝑉)
1413an32s 665 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → (𝑘 · 𝑋) ∈ 𝑉)
15 eleq1a 2859 . . . . 5 ((𝑘 · 𝑋) ∈ 𝑉 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ 𝑉))
1614, 15syl 18 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ 𝑉))
1716rexlimdva 3167 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ 𝑉))
1817abssdv 3995 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ⊆ 𝑉)
19 eqid 2763 . . . . 5 (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
201, 3, 19lmod0cl 21214 . . . 4 (𝑊 ∈ LMod → (0g‘𝐹) ∈ 𝐾)
2120adantr 486 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (0g‘𝐹) ∈ 𝐾)
22 nfcv 2926 . . . 4 Ⅎ𝑘(0g‘𝐹)
23 nfre1 3291 . . . . . 6 Ⅎ𝑘∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)
2423nfab 2932 . . . . 5 Ⅎ𝑘{𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)}
25 nfcv 2926 . . . . 5 Ⅎ𝑘∅
2624, 25nfne 3062 . . . 4 Ⅎ𝑘{𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅
27 biidd 265 . . . 4 (𝑘 = (0g‘𝐹) → ({𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅ ↔ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅))
28 ovex 7484 . . . . . 6 (𝑘 · 𝑋) ∈ V
2928elabrex 7277 . . . . 5 (𝑘 ∈ 𝐾 → (𝑘 · 𝑋) ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
3029ne0d 4291 . . . 4 (𝑘 ∈ 𝐾 → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅)
3122, 26, 27, 30vtoclgaf 3539 . . 3 ((0g‘𝐹) ∈ 𝐾 → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅)
3221, 31syl 18 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅)
33 vex 3458 . . . . . . . . . . 11 𝑎 ∈ V
34 eqeq1 2767 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑎 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑎 = (𝑘 · 𝑋)))
3534rexbidv 3190 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑎 → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑘 · 𝑋)))
3633, 35elab 3636 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑘 · 𝑋))
37 oveq1 7458 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑦 → (𝑘 · 𝑋) = (𝑦 · 𝑋))
3837eqeq2d 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑦 → (𝑎 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑎 = (𝑦 · 𝑋)))
3938cbvrexvw 3245 . . . . . . . . . 10 (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑦 · 𝑋))
4036, 39bitri 278 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑦 · 𝑋))
41 vex 3458 . . . . . . . . . . 11 𝑏 ∈ V
42 eqeq1 2767 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑏 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑏 = (𝑘 · 𝑋)))
4342rexbidv 3190 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑏 → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑘 · 𝑋)))
4441, 43elab 3636 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑘 · 𝑋))
45 oveq1 7458 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑧 → (𝑘 · 𝑋) = (𝑧 · 𝑋))
4645eqeq2d 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑧 → (𝑏 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)))
4746cbvrexvw 3245 . . . . . . . . . 10 (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑧 · 𝑋))
4844, 47bitri 278 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑧 · 𝑋))
4940, 48anbi12i 640 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∧ 𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)}) ↔ (∃𝑦 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ ∃𝑧 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)))
50 reeanv 3238 . . . . . . . 8 (∃𝑦 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝐾 (𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) ↔ (∃𝑦 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ ∃𝑧 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)))
5149, 50bitr4i 281 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∧ 𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)}) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝐾 (𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)))
52 simpll 779 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → 𝑊 ∈ LMod)
53 simprr 785 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → 𝑥 ∈ 𝐾)
54 simprll 791 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → 𝑦 ∈ 𝐾)
55 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (.r‘𝐹) = (.r‘𝐹)
561, 3, 55lmodmcl 21199 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → (𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾)
5752, 53, 54, 56syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → (𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾)
58 simprlr 792 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → 𝑧 ∈ 𝐾)
59 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (+g‘𝐹) = (+g‘𝐹)
601, 3, 59lmodacl 21198 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) ∈ 𝐾)
6152, 57, 58, 60syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) ∈ 𝐾)
62 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → 𝑋 ∈ 𝑉)
63 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊)
645, 63, 1, 8, 3, 59lmodvsdir 21212 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉)) → (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋)(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)))
6552, 57, 58, 62, 64syl13anc 1400 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋)(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)))
665, 1, 8, 3, 55lmodvsass 21213 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉)) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
6752, 53, 54, 62, 66syl13anc 1400 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
6867oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋)(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)))
6965, 68eqtr2d 2799 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋))
70 oveq1 7458 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) → (𝑘 · 𝑋) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋))
7170rspceeqv 3602 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) ∈ 𝐾 ∧ ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋)) → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (𝑘 · 𝑋))
7261, 69, 71syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (𝑘 · 𝑋))
73 oveq2 7459 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑦 · 𝑋) → (𝑥 · 𝑎) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
74 oveq12 7460 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 · 𝑎) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)))
7573, 74sylan 592 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)))
7675eqeq1d 2765 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → (((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋) ↔ ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (𝑘 · 𝑋)))
7776rexbidv 3190 . . . . . . . . . . 11 ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → (∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (𝑘 · 𝑋)))
7872, 77syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))
7978expr 462 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ (𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → (𝑥 ∈ 𝐾 → ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))))
8079com23 87 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ (𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → (𝑥 ∈ 𝐾 → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))))
8180rexlimdvva 3223 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (∃𝑦 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝐾 (𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → (𝑥 ∈ 𝐾 → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))))
8251, 81biimtrid 245 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → ((𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∧ 𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)}) → (𝑥 ∈ 𝐾 → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))))
8382expcomd 422 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} → (𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} → (𝑥 ∈ 𝐾 → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))))
8483com24 96 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑥 ∈ 𝐾 → (𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} → (𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))))
85843imp2 1368 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∧ 𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})) → ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))
86 ovex 7484 . . . 4 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) ∈ V
87 eqeq1 2767 . . . . 5 (𝑣 = ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))
8887rexbidv 3190 . . . 4 (𝑣 = ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))
8986, 88elab 3636 . . 3 (((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋))
9085, 89sylibr 237 . 2 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∧ 𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})) → ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
912, 4, 6, 7, 9, 11, 18, 32, 90islssd 21261 1 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∈ 𝑆)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {cab 2741   ≠ wne 2959  ∃wrex 3090  ∅c0 4281  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  Basecbs 17431  +gcplusg 17472  .rcmulr 17473  Scalarcsca 17475   ·𝑠 cvsca 17476  0gc0g 17660  LModclmod 21186  LSubSpclss 21257
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-plusg 17486  df-0g 17662  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-grp 19197  df-mgp 20412  df-ring 20512  df-lmod 21188  df-lss 21258
This theorem is used by:  lspsn  21328
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