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Theorem lss1d 21244
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 2761 . 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 21159 . . . . . . 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 2855 . . . . 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 3163 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ 𝑉))
1817abssdv 3992 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ⊆ 𝑉)
19 eqid 2760 . . . . 5 (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
201, 3, 19lmod0cl 21169 . . . 4 (𝑊 ∈ LMod → (0g‘𝐹) ∈ 𝐾)
2120adantr 486 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (0g‘𝐹) ∈ 𝐾)
22 nfcv 2922 . . . 4 Ⅎ𝑘(0g‘𝐹)
23 nfre1 3287 . . . . . 6 Ⅎ𝑘∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)
2423nfab 2928 . . . . 5 Ⅎ𝑘{𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)}
25 nfcv 2922 . . . . 5 Ⅎ𝑘∅
2624, 25nfne 3058 . . . 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 7454 . . . . . 6 (𝑘 · 𝑋) ∈ V
2928elabrex 7247 . . . . 5 (𝑘 ∈ 𝐾 → (𝑘 · 𝑋) ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
3029ne0d 4287 . . . 4 (𝑘 ∈ 𝐾 → {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ≠ ∅)
3122, 26, 27, 30vtoclgaf 3535 . . 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 3454 . . . . . . . . . . 11 𝑎 ∈ V
34 eqeq1 2764 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑎 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑎 = (𝑘 · 𝑋)))
3534rexbidv 3186 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑎 → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑘 · 𝑋)))
3633, 35elab 3632 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑎 = (𝑘 · 𝑋))
37 oveq1 7428 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑦 → (𝑘 · 𝑋) = (𝑦 · 𝑋))
3837eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑦 → (𝑎 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑎 = (𝑦 · 𝑋)))
3938cbvrexvw 3241 . . . . . . . . . 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 3454 . . . . . . . . . . 11 𝑏 ∈ V
42 eqeq1 2764 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑏 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑏 = (𝑘 · 𝑋)))
4342rexbidv 3186 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑏 → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑘 · 𝑋)))
4441, 43elab 3632 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑏 = (𝑘 · 𝑋))
45 oveq1 7428 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑧 → (𝑘 · 𝑋) = (𝑧 · 𝑋))
4645eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑧 → (𝑏 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)))
4746cbvrexvw 3241 . . . . . . . . . 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 3234 . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (.r‘𝐹) = (.r‘𝐹)
561, 3, 55lmodmcl 21154 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾) → (𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾)
5752, 53, 54, 56syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (+g‘𝐹) = (+g‘𝐹)
601, 3, 59lmodacl 21153 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑥(.r‘𝐹)𝑦) ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) ∈ 𝐾)
6152, 57, 58, 60syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊)
645, 63, 1, 8, 3, 59lmodvsdir 21167 . . . . . . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . . . . . . 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 21168 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉)) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
6752, 53, 54, 62, 66syl13anc 1399 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ ((𝑦 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝐾)) → ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦) · 𝑋) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
6867oveq1d 7436 . . . . . . . . . . . . 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 2796 . . . . . . . . . . . 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 7428 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = ((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) → (𝑘 · 𝑋) = (((𝑥(.r‘𝐹)𝑦)(+g‘𝐹)𝑧) · 𝑋))
7170rspceeqv 3598 . . . . . . . . . . . 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 7429 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑦 · 𝑋) → (𝑥 · 𝑎) = (𝑥 · (𝑦 · 𝑋)))
74 oveq12 7430 . . . . . . . . . . . . . 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 2762 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 = (𝑦 · 𝑋) ∧ 𝑏 = (𝑧 · 𝑋)) → (((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋) ↔ ((𝑥 · (𝑦 · 𝑋))(+g‘𝑊)(𝑧 · 𝑋)) = (𝑘 · 𝑋)))
7776rexbidv 3186 . . . . . . . . . . 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 3219 . . . . . . 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 7454 . . . 4 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) ∈ V
87 eqeq1 2764 . . . . 5 (𝑣 = ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))
8887rexbidv 3186 . . . 4 (𝑣 = ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) → (∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐾 ((𝑥 · 𝑎)(+g‘𝑊)𝑏) = (𝑘 · 𝑋)))
8986, 88elab 3632 . . 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 21216 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 1569   ∈ wcel 2144  {cab 2738   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086  ∅c0 4278  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  Basecbs 17393  +gcplusg 17434  .rcmulr 17435  Scalarcsca 17437   ·𝑠 cvsca 17438  0gc0g 17616  LModclmod 21141  LSubSpclss 21212
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8721  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-nn 12340  df-2 12409  df-sets 17348  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-plusg 17447  df-0g 17618  df-mgm 18822  df-sgrp 18914  df-mnd 18930  df-grp 19153  df-mgp 20367  df-ring 20467  df-lmod 21143  df-lss 21213
This theorem is used by:  lspsn  21283
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