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

Theorem lssnlm 22882
Description: A subspace of a normed module is a normed module. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lssnlm.x 𝑋 = (𝑊s 𝑈)
lssnlm.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lssnlm ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑋 ∈ NrmMod)

Proof of Theorem lssnlm
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nlmngp 22858 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmMod → 𝑊 ∈ NrmGrp)
21adantr 474 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑊 ∈ NrmGrp)
3 nlmlmod 22859 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmMod → 𝑊 ∈ LMod)
4 lssnlm.s . . . . . 6 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
54lsssubg 19323 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
63, 5sylan 575 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
7 lssnlm.x . . . . 5 𝑋 = (𝑊s 𝑈)
87subgngp 22816 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊)) → 𝑋 ∈ NrmGrp)
92, 6, 8syl2anc 579 . . 3 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑋 ∈ NrmGrp)
107, 4lsslmod 19326 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑋 ∈ LMod)
113, 10sylan 575 . . 3 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑋 ∈ LMod)
12 eqid 2825 . . . . . 6 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
137, 12resssca 16397 . . . . 5 (𝑈𝑆 → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑋))
1413adantl 475 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑋))
1512nlmnrg 22860 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmMod → (Scalar‘𝑊) ∈ NrmRing)
1615adantr 474 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → (Scalar‘𝑊) ∈ NrmRing)
1714, 16eqeltrrd 2907 . . 3 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → (Scalar‘𝑋) ∈ NrmRing)
189, 11, 173jca 1162 . 2 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → (𝑋 ∈ NrmGrp ∧ 𝑋 ∈ LMod ∧ (Scalar‘𝑋) ∈ NrmRing))
19 simpll 783 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑊 ∈ NrmMod)
20 simprl 787 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)))
2114adantr 474 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑋))
2221fveq2d 6441 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑋)))
2320, 22eleqtrrd 2909 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
246adantr 474 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
25 eqid 2825 . . . . . . . 8 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
2625subgss 17953 . . . . . . 7 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝑊))
2724, 26syl 17 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝑊))
28 simprr 789 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))
297subgbas 17956 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) → 𝑈 = (Base‘𝑋))
3024, 29syl 17 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑈 = (Base‘𝑋))
3128, 30eleqtrrd 2909 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑦𝑈)
3227, 31sseldd 3828 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))
33 eqid 2825 . . . . . 6 (norm‘𝑊) = (norm‘𝑊)
34 eqid 2825 . . . . . 6 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
35 eqid 2825 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
36 eqid 2825 . . . . . 6 (norm‘(Scalar‘𝑊)) = (norm‘(Scalar‘𝑊))
3725, 33, 34, 12, 35, 36nmvs 22857 . . . . 5 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)) → ((norm‘𝑊)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑊))‘𝑥) · ((norm‘𝑊)‘𝑦)))
3819, 23, 32, 37syl3anc 1494 . . . 4 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑊)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑊))‘𝑥) · ((norm‘𝑊)‘𝑦)))
39 simplr 785 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑈𝑆)
407, 34ressvsca 16398 . . . . . . . 8 (𝑈𝑆 → ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑋))
4139, 40syl 17 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑋))
4241oveqd 6927 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) = (𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦))
4342fveq2d 6441 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦)))
443ad2antrr 717 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → 𝑊 ∈ LMod)
4512, 34, 35, 4lssvscl 19321 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦𝑈)) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ 𝑈)
4644, 39, 23, 31, 45syl22anc 872 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ 𝑈)
47 eqid 2825 . . . . . . 7 (norm‘𝑋) = (norm‘𝑋)
487, 33, 47subgnm2 22815 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ 𝑈) → ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = ((norm‘𝑊)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)))
4924, 46, 48syl2anc 579 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = ((norm‘𝑊)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)))
5043, 49eqtr3d 2863 . . . 4 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦)) = ((norm‘𝑊)‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)))
5121eqcomd 2831 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (Scalar‘𝑋) = (Scalar‘𝑊))
5251fveq2d 6441 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (norm‘(Scalar‘𝑋)) = (norm‘(Scalar‘𝑊)))
5352fveq1d 6439 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘(Scalar‘𝑋))‘𝑥) = ((norm‘(Scalar‘𝑊))‘𝑥))
547, 33, 47subgnm2 22815 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑦𝑈) → ((norm‘𝑋)‘𝑦) = ((norm‘𝑊)‘𝑦))
5524, 31, 54syl2anc 579 . . . . 5 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑋)‘𝑦) = ((norm‘𝑊)‘𝑦))
5653, 55oveq12d 6928 . . . 4 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → (((norm‘(Scalar‘𝑋))‘𝑥) · ((norm‘𝑋)‘𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑊))‘𝑥) · ((norm‘𝑊)‘𝑦)))
5738, 50, 563eqtr4d 2871 . . 3 (((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑋))) → ((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑋))‘𝑥) · ((norm‘𝑋)‘𝑦)))
5857ralrimivva 3180 . 2 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → ∀𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋))∀𝑦 ∈ (Base‘𝑋)((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑋))‘𝑥) · ((norm‘𝑋)‘𝑦)))
59 eqid 2825 . . 3 (Base‘𝑋) = (Base‘𝑋)
60 eqid 2825 . . 3 ( ·𝑠𝑋) = ( ·𝑠𝑋)
61 eqid 2825 . . 3 (Scalar‘𝑋) = (Scalar‘𝑋)
62 eqid 2825 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑋)) = (Base‘(Scalar‘𝑋))
63 eqid 2825 . . 3 (norm‘(Scalar‘𝑋)) = (norm‘(Scalar‘𝑋))
6459, 47, 60, 61, 62, 63isnlm 22856 . 2 (𝑋 ∈ NrmMod ↔ ((𝑋 ∈ NrmGrp ∧ 𝑋 ∈ LMod ∧ (Scalar‘𝑋) ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑋))∀𝑦 ∈ (Base‘𝑋)((norm‘𝑋)‘(𝑥( ·𝑠𝑋)𝑦)) = (((norm‘(Scalar‘𝑋))‘𝑥) · ((norm‘𝑋)‘𝑦))))
6518, 58, 64sylanbrc 578 1 ((𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑈𝑆) → 𝑋 ∈ NrmMod)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 386  w3a 1111   = wceq 1656  wcel 2164  wral 3117  wss 3798  cfv 6127  (class class class)co 6910   · cmul 10264  Basecbs 16229  s cress 16230  Scalarcsca 16315   ·𝑠 cvsca 16316  SubGrpcsubg 17946  LModclmod 19226  LSubSpclss 19295  normcnm 22758  NrmGrpcngp 22759  NrmRingcnrg 22761  NrmModcnlm 22762
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1894  ax-4 1908  ax-5 2009  ax-6 2075  ax-7 2112  ax-8 2166  ax-9 2173  ax-10 2192  ax-11 2207  ax-12 2220  ax-13 2389  ax-ext 2803  ax-rep 4996  ax-sep 5007  ax-nul 5015  ax-pow 5067  ax-pr 5129  ax-un 7214  ax-cnex 10315  ax-resscn 10316  ax-1cn 10317  ax-icn 10318  ax-addcl 10319  ax-addrcl 10320  ax-mulcl 10321  ax-mulrcl 10322  ax-mulcom 10323  ax-addass 10324  ax-mulass 10325  ax-distr 10326  ax-i2m1 10327  ax-1ne0 10328  ax-1rid 10329  ax-rnegex 10330  ax-rrecex 10331  ax-cnre 10332  ax-pre-lttri 10333  ax-pre-lttrn 10334  ax-pre-ltadd 10335  ax-pre-mulgt0 10336  ax-pre-sup 10337
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 879  df-3or 1112  df-3an 1113  df-tru 1660  df-ex 1879  df-nf 1883  df-sb 2068  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4147  df-if 4309  df-pw 4382  df-sn 4400  df-pr 4402  df-tp 4404  df-op 4406  df-uni 4661  df-iun 4744  df-br 4876  df-opab 4938  df-mpt 4955  df-tr 4978  df-id 5252  df-eprel 5257  df-po 5265  df-so 5266  df-fr 5305  df-we 5307  df-xp 5352  df-rel 5353  df-cnv 5354  df-co 5355  df-dm 5356  df-rn 5357  df-res 5358  df-ima 5359  df-pred 5924  df-ord 5970  df-on 5971  df-lim 5972  df-suc 5973  df-iota 6090  df-fun 6129  df-fn 6130  df-f 6131  df-f1 6132  df-fo 6133  df-f1o 6134  df-fv 6135  df-riota 6871  df-ov 6913  df-oprab 6914  df-mpt2 6915  df-om 7332  df-1st 7433  df-2nd 7434  df-wrecs 7677  df-recs 7739  df-rdg 7777  df-er 8014  df-map 8129  df-en 8229  df-dom 8230  df-sdom 8231  df-sup 8623  df-inf 8624  df-pnf 10400  df-mnf 10401  df-xr 10402  df-ltxr 10403  df-le 10404  df-sub 10594  df-neg 10595  df-div 11017  df-nn 11358  df-2 11421  df-3 11422  df-4 11423  df-5 11424  df-6 11425  df-7 11426  df-8 11427  df-9 11428  df-n0 11626  df-z 11712  df-dec 11829  df-uz 11976  df-q 12079  df-rp 12120  df-xneg 12239  df-xadd 12240  df-xmul 12241  df-ndx 16232  df-slot 16233  df-base 16235  df-sets 16236  df-ress 16237  df-plusg 16325  df-sca 16328  df-vsca 16329  df-tset 16331  df-ds 16334  df-rest 16443  df-topn 16444  df-0g 16462  df-topgen 16464  df-mgm 17602  df-sgrp 17644  df-mnd 17655  df-grp 17786  df-minusg 17787  df-sbg 17788  df-subg 17949  df-mgp 18851  df-ur 18863  df-ring 18910  df-lmod 19228  df-lss 19296  df-psmet 20105  df-xmet 20106  df-met 20107  df-bl 20108  df-mopn 20109  df-top 21076  df-topon 21093  df-topsp 21115  df-bases 21128  df-xms 22502  df-ms 22503  df-nm 22764  df-ngp 22765  df-nlm 22768
This theorem is referenced by:  lssnvc  22883  cphsscph  23426
  Copyright terms: Public domain W3C validator