Theorem shmodsi 31408

Description: The modular law holds for subspace sum. Similar to part of Theorem 16.9 of [MaedaMaeda] p. 70. (Contributed by NM, 23-Nov-2004.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
shmod.1	⊢ 𝐴 ∈ Sℋ
shmod.2	⊢ 𝐵 ∈ Sℋ
shmod.3	⊢ 𝐶 ∈ Sℋ

Assertion

Ref	Expression
shmodsi	⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝐴 +ℋ 𝐵) ∩ 𝐶) ⊆ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))

Proof of Theorem shmodsi

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elin 3967	. . 3 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝐴 +ℋ 𝐵) ∩ 𝐶) ↔ (𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐶))
2		shmod.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐴 ∈ Sℋ
3		shmod.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 ∈ Sℋ
4	2, 3	shseli 31335	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ 𝐵) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
5		shmod.3	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝐶 ∈ Sℋ
6	5	sheli 31233	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐶 → 𝑧 ∈ ℋ)
7	2	sheli 31233	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ ℋ)
8	3	sheli 31233	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑦 ∈ ℋ)
9		hvsubadd 31096	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 ↔ (𝑥 +ℎ 𝑦) = 𝑧))
10	6, 7, 8, 9	syl3an 1161	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 ↔ (𝑥 +ℎ 𝑦) = 𝑧))
11		eqcom 2744	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 +ℎ 𝑦) = 𝑧 ↔ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
12	10, 11	bitrdi 287	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦)))
13	12	3expb 1121	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦)))
14	5, 2	shsvsi 31386	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ (𝐶 +ℋ 𝐴))
15	5, 2	shscomi 31382	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐶 +ℋ 𝐴) = (𝐴 +ℋ 𝐶)
16	14, 15	eleqtrdi 2851	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ (𝐴 +ℋ 𝐶))
17	2, 5	shlesb1i 31405	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 ↔ (𝐴 +ℋ 𝐶) = 𝐶)
18	17	biimpi 216	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → (𝐴 +ℋ 𝐶) = 𝐶)
19	18	eleq2d 2827	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ (𝐴 +ℋ 𝐶) ↔ (𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ 𝐶))
20	16, 19	imbitrid 244	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ 𝐶))
21		eleq1 2829	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → ((𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ 𝐶 ↔ 𝑦 ∈ 𝐶))
22	21	biimpd 229	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → ((𝑧 −ℎ 𝑥) ∈ 𝐶 → 𝑦 ∈ 𝐶))
23	20, 22	sylan9 507	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ (𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦) → ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ 𝐶))
24	23	anim2d 612	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ (𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦) → ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)))
25		elin 3967	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶) ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶))
26	24, 25	imbitrrdi 252	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ (𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦) → ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶)))
27	26	ex 412	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶))))
28	27	com13 88	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶))))
29	28	ancoms 458	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶))))
30	29	anasss 466	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝑧 −ℎ 𝑥) = 𝑦 → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶))))
31	13, 30	sylbird 260	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶))))
32	31	imp 406	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦)) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶)))
33	3, 5	shincli 31381	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∩ 𝐶) ∈ Sℋ
34	2, 33	shsvai 31383	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶)) → (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))
35		eleq1 2829	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)) ↔ (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
36	34, 35	imbitrrid 246	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶)) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
37	36	expd 415	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
38	37	com12 32	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
39	38	ad2antrl 728	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
40	39	imp 406	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦)) → (𝑦 ∈ (𝐵 ∩ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
41	32, 40	syld 47	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑧 ∈ 𝐶 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦)) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
42	41	exp31 419	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐶 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))))
43	42	rexlimdvv 3212	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐶 → (∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = (𝑥 +ℎ 𝑦) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
44	4, 43	biimtrid 242	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐶 → (𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ 𝐵) → (𝐴 ⊆ 𝐶 → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
45	44	com13 88	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → (𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ 𝐵) → (𝑧 ∈ 𝐶 → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))))
46	45	impd 410	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
47	1, 46	biimtrid 242	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → (𝑧 ∈ ((𝐴 +ℋ 𝐵) ∩ 𝐶) → 𝑧 ∈ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶))))
48	47	ssrdv 3989	1 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 → ((𝐴 +ℋ 𝐵) ∩ 𝐶) ⊆ (𝐴 +ℋ (𝐵 ∩ 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∃wrex 3070   ∩ cin 3950   ⊆ wss 3951  (class class class)co 7431   ℋchba 30938   +_ℎ cva 30939   −_ℎ cmv 30944   S_ℋ csh 30947   +_ℋ cph 30950

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-hilex 31018  ax-hfvadd 31019  ax-hvcom 31020  ax-hvass 31021  ax-hv0cl 31022  ax-hvaddid 31023  ax-hfvmul 31024  ax-hvmulid 31025  ax-hvdistr1 31027  ax-hvdistr2 31028  ax-hvmul0 31029

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-ltxr 11300  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-grpo 30512  df-ablo 30564  df-hvsub 30990  df-hlim 30991  df-sh 31226  df-ch 31240  df-shs 31327

This theorem is referenced by:  shmodi  31409