Theorem lvecpsslmod 48977

Description: The class of all (left) vector spaces is a proper subclass of the class of all (left) modules. Although it is obvious (and proven by lveclmod 21101) that every left vector space is a left module, there is (at least) one left module which is no left vector space, for example the zero module over the zero ring, see lmod1zrnlvec 48964. (Contributed by AV, 29-Apr-2019.)

Assertion

Ref	Expression
lvecpsslmod	⊢ LVec ⊊ LMod

Proof of Theorem lvecpsslmod

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lveclmod 21101	. . 3 ⊢ (𝑣 ∈ LVec → 𝑣 ∈ LMod)
2	1	ssriv 3926	. 2 ⊢ LVec ⊆ LMod
3		vex 3434	. . . 4 ⊢ 𝑖 ∈ V
4		vex 3434	. . . 4 ⊢ 𝑧 ∈ V
5	3, 4	pm3.2i 470	. . 3 ⊢ (𝑖 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V)
6		eqid 2737	. . . . 5 ⊢ {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩} = {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}
7		eqid 2737	. . . . 5 ⊢ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) = ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩})
8	6, 7	lmod1zr 48963	. . . 4 ⊢ ((𝑖 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LMod)
9	6, 7	lmod1zrnlvec 48964	. . . . 5 ⊢ ((𝑖 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∉ LVec)
10		df-nel 3038	. . . . 5 ⊢ (({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∉ LVec ↔ ¬ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LVec)
11	9, 10	sylib 218	. . . 4 ⊢ ((𝑖 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → ¬ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LVec)
12	8, 11	jca 511	. . 3 ⊢ ((𝑖 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → (({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LMod ∧ ¬ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LVec))
13		nelne1 3030	. . . 4 ⊢ ((({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LMod ∧ ¬ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LVec) → LMod ≠ LVec)
14	13	necomd 2988	. . 3 ⊢ ((({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LMod ∧ ¬ ({⟨(Base‘ndx), {𝑖}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑖, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩, ⟨(Scalar‘ndx), {⟨(Base‘ndx), {𝑧}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩, ⟨(.r‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑧⟩, 𝑧⟩}⟩}⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), {⟨⟨𝑧, 𝑖⟩, 𝑖⟩}⟩}) ∈ LVec) → LVec ≠ LMod)
15	5, 12, 14	mp2b 10	. 2 ⊢ LVec ≠ LMod
16		df-pss 3910	. 2 ⊢ (LVec ⊊ LMod ↔ (LVec ⊆ LMod ∧ LVec ≠ LMod))
17	2, 15, 16	mpbir2an 712	1 ⊢ LVec ⊊ LMod

Syntax hints:  ¬ wn 3   ∧ wa 395   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933   ∉ wnel 3037  Vcvv 3430   ∪ cun 3888   ⊆ wss 3890   ⊊ wpss 3891  {csn 4568  {ctp 4572  ⟨cop 4574  ‘cfv 6499  ndxcnx 17163  Basecbs 17179  +_gcplusg 17220  ._rcmulr 17221  Scalarcsca 17223   ·_𝑠 cvsca 17224  LModclmod 20855  LVecclvec 21097

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5308  ax-pr 5376  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  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 6266  df-ord 6327  df-on 6328  df-lim 6329  df-suc 6330  df-iota 6455  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-tpos 8176  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-oadd 8409  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-dju 9825  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-n0 12438  df-xnn0 12511  df-z 12525  df-uz 12789  df-fz 13462  df-hash 14293  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-0g 17404  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-cmn 19757  df-abl 19758  df-mgp 20122  df-rng 20134  df-ur 20163  df-ring 20216  df-oppr 20317  df-dvdsr 20337  df-unit 20338  df-nzr 20490  df-drng 20708  df-lmod 20857  df-lvec 21098

This theorem is referenced by: (None)