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

Theorem lssintcl 20410
Description: The intersection of a nonempty set of subspaces is a subspace. (Contributed by NM, 8-Dec-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
lssintcl.s 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
Assertion
Ref Expression
lssintcl ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 ∈ 𝑆)

Proof of Theorem lssintcl
Dummy variables π‘Ž 𝑏 π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqidd 2737 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (Scalarβ€˜π‘Š) = (Scalarβ€˜π‘Š))
2 eqidd 2737 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3 eqidd 2737 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (Baseβ€˜π‘Š) = (Baseβ€˜π‘Š))
4 eqidd 2737 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (+gβ€˜π‘Š) = (+gβ€˜π‘Š))
5 eqidd 2737 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ( ·𝑠 β€˜π‘Š) = ( ·𝑠 β€˜π‘Š))
6 lssintcl.s . . 3 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
76a1i 11 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š))
8 intssuni2 4932 . . . 4 ((𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 βŠ† βˆͺ 𝑆)
983adant1 1130 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 βŠ† βˆͺ 𝑆)
10 eqid 2736 . . . . . . 7 (Baseβ€˜π‘Š) = (Baseβ€˜π‘Š)
1110, 6lssss 20382 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝑆 β†’ 𝑦 βŠ† (Baseβ€˜π‘Š))
12 velpw 4563 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝒫 (Baseβ€˜π‘Š) ↔ 𝑦 βŠ† (Baseβ€˜π‘Š))
1311, 12sylibr 233 . . . . 5 (𝑦 ∈ 𝑆 β†’ 𝑦 ∈ 𝒫 (Baseβ€˜π‘Š))
1413ssriv 3946 . . . 4 𝑆 βŠ† 𝒫 (Baseβ€˜π‘Š)
15 sspwuni 5058 . . . 4 (𝑆 βŠ† 𝒫 (Baseβ€˜π‘Š) ↔ βˆͺ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜π‘Š))
1614, 15mpbi 229 . . 3 βˆͺ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜π‘Š)
179, 16sstrdi 3954 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 βŠ† (Baseβ€˜π‘Š))
18 simpl1 1191 . . . . . 6 (((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ π‘Š ∈ LMod)
19 simp2 1137 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ 𝐴 βŠ† 𝑆)
2019sselda 3942 . . . . . 6 (((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ 𝑦 ∈ 𝑆)
21 eqid 2736 . . . . . . 7 (0gβ€˜π‘Š) = (0gβ€˜π‘Š)
2221, 6lss0cl 20392 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) β†’ (0gβ€˜π‘Š) ∈ 𝑦)
2318, 20, 22syl2anc 584 . . . . 5 (((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ (0gβ€˜π‘Š) ∈ 𝑦)
2423ralrimiva 3141 . . . 4 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 (0gβ€˜π‘Š) ∈ 𝑦)
25 fvex 6852 . . . . 5 (0gβ€˜π‘Š) ∈ V
2625elint2 4912 . . . 4 ((0gβ€˜π‘Š) ∈ ∩ 𝐴 ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 (0gβ€˜π‘Š) ∈ 𝑦)
2724, 26sylibr 233 . . 3 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (0gβ€˜π‘Š) ∈ ∩ 𝐴)
2827ne0d 4293 . 2 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 β‰  βˆ…)
2920adantlr 713 . . . . 5 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ 𝑦 ∈ 𝑆)
30 simplr1 1215 . . . . 5 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
31 simplr2 1216 . . . . . 6 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴)
32 simpr 485 . . . . . 6 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ 𝑦 ∈ 𝐴)
33 elinti 4914 . . . . . 6 (π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 β†’ (𝑦 ∈ 𝐴 β†’ π‘Ž ∈ 𝑦))
3431, 32, 33sylc 65 . . . . 5 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ π‘Ž ∈ 𝑦)
35 simplr3 1217 . . . . . 6 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)
36 elinti 4914 . . . . . 6 (𝑏 ∈ ∩ 𝐴 β†’ (𝑦 ∈ 𝐴 β†’ 𝑏 ∈ 𝑦))
3735, 32, 36sylc 65 . . . . 5 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ 𝑏 ∈ 𝑦)
38 eqid 2736 . . . . . 6 (Scalarβ€˜π‘Š) = (Scalarβ€˜π‘Š)
39 eqid 2736 . . . . . 6 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
40 eqid 2736 . . . . . 6 (+gβ€˜π‘Š) = (+gβ€˜π‘Š)
41 eqid 2736 . . . . . 6 ( ·𝑠 β€˜π‘Š) = ( ·𝑠 β€˜π‘Š)
4238, 39, 40, 41, 6lsscl 20388 . . . . 5 ((𝑦 ∈ 𝑆 ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑦 ∧ 𝑏 ∈ 𝑦)) β†’ ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ 𝑦)
4329, 30, 34, 37, 42syl13anc 1372 . . . 4 ((((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) β†’ ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ 𝑦)
4443ralrimiva 3141 . . 3 (((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ 𝑦)
45 ovex 7386 . . . 4 ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ V
4645elint2 4912 . . 3 (((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ ∩ 𝐴 ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ 𝑦)
4744, 46sylibr 233 . 2 (((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ π‘Ž ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ ∩ 𝐴)) β†’ ((π‘₯( ·𝑠 β€˜π‘Š)π‘Ž)(+gβ€˜π‘Š)𝑏) ∈ ∩ 𝐴)
481, 2, 3, 4, 5, 7, 17, 28, 47islssd 20381 1 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆 ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ ∩ 𝐴 ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062   βŠ† wss 3908  βˆ…c0 4280  π’« cpw 4558  βˆͺ cuni 4863  βˆ© cint 4905  β€˜cfv 6493  (class class class)co 7353  Basecbs 17075  +gcplusg 17125  Scalarcsca 17128   ·𝑠 cvsca 17129  0gc0g 17313  LModclmod 20307  LSubSpclss 20377
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-sep 5254  ax-nul 5261  ax-pow 5318  ax-pr 5382  ax-un 7668  ax-cnex 11103  ax-resscn 11104  ax-1cn 11105  ax-icn 11106  ax-addcl 11107  ax-addrcl 11108  ax-mulcl 11109  ax-mulrcl 11110  ax-mulcom 11111  ax-addass 11112  ax-mulass 11113  ax-distr 11114  ax-i2m1 11115  ax-1ne0 11116  ax-1rid 11117  ax-rnegex 11118  ax-rrecex 11119  ax-cnre 11120  ax-pre-lttri 11121  ax-pre-lttrn 11122  ax-pre-ltadd 11123  ax-pre-mulgt0 11124
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3445  df-sbc 3738  df-csb 3854  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4560  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4864  df-int 4906  df-iun 4954  df-br 5104  df-opab 5166  df-mpt 5187  df-tr 5221  df-id 5529  df-eprel 5535  df-po 5543  df-so 5544  df-fr 5586  df-we 5588  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6251  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6445  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7309  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-om 7799  df-1st 7917  df-2nd 7918  df-frecs 8208  df-wrecs 8239  df-recs 8313  df-rdg 8352  df-er 8644  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-pnf 11187  df-mnf 11188  df-xr 11189  df-ltxr 11190  df-le 11191  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12150  df-2 12212  df-sets 17028  df-slot 17046  df-ndx 17058  df-base 17076  df-plusg 17138  df-0g 17315  df-mgm 18489  df-sgrp 18538  df-mnd 18549  df-grp 18743  df-minusg 18744  df-sbg 18745  df-mgp 19888  df-ur 19905  df-ring 19952  df-lmod 20309  df-lss 20378
This theorem is referenced by:  lssincl  20411  lssmre  20412  lspf  20420  asplss  21262  dihglblem5  39728
  Copyright terms: Public domain W3C validator