Metamath Proof Explorer


Theorem gsumlsscl

Description: Closure of a group sum in a linear subspace: A (finitely supported) sum of scalar multiplications of vectors of a subset of a linear subspace is also contained in the linear subspace. (Contributed by AV, 20-Apr-2019) (Revised by AV, 28-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsumlsscl.s S=LSubSpM
gsumlsscl.r R=ScalarM
gsumlsscl.b B=BaseR
Assertion gsumlsscl MLModZSVZFBVfinSupp0RFMvVFvMvZ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumlsscl.s S=LSubSpM
2 gsumlsscl.r R=ScalarM
3 gsumlsscl.b B=BaseR
4 eqid 0M=0M
5 lmodabl MLModMAbel
6 5 3ad2ant1 MLModZSVZMAbel
7 6 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFMAbel
8 ssexg VZZSVV
9 8 ancoms ZSVZVV
10 9 3adant1 MLModZSVZVV
11 10 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFVV
12 3simpa MLModZSVZMLModZS
13 1 lsssubg MLModZSZSubGrpM
14 12 13 syl MLModZSVZZSubGrpM
15 14 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFZSubGrpM
16 12 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFMLModZS
17 16 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVMLModZS
18 elmapi FBVF:VB
19 ffvelcdm F:VBvVFvB
20 19 ex F:VBvVFvB
21 18 20 syl FBVvVFvB
22 21 ad2antrl MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVFvB
23 22 imp MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVFvB
24 ssel VZvVvZ
25 24 3ad2ant3 MLModZSVZvVvZ
26 25 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVvZ
27 26 imp MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVvZ
28 eqid M=M
29 2 28 3 1 lssvscl MLModZSFvBvZFvMvZ
30 17 23 27 29 syl12anc MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVFvMvZ
31 30 fmpttd MLModZSVZFBVfinSupp0RFvVFvMv:VZ
32 simp1 MLModZSVZMLMod
33 eqid BaseM=BaseM
34 33 1 lssss ZSZBaseM
35 sstr VZZBaseMVBaseM
36 35 expcom ZBaseMVZVBaseM
37 34 36 syl ZSVZVBaseM
38 37 a1i MLModZSVZVBaseM
39 38 3imp MLModZSVZVBaseM
40 elpwg VVV𝒫BaseMVBaseM
41 10 40 syl MLModZSVZV𝒫BaseMVBaseM
42 39 41 mpbird MLModZSVZV𝒫BaseM
43 32 42 jca MLModZSVZMLModV𝒫BaseM
44 43 adantr MLModZSVZFBVfinSupp0RFMLModV𝒫BaseM
45 simprl MLModZSVZFBVfinSupp0RFFBV
46 simprr MLModZSVZFBVfinSupp0RFfinSupp0RF
47 2 3 scmfsupp MLModV𝒫BaseMFBVfinSupp0RFfinSupp0MvVFvMv
48 44 45 46 47 syl3anc MLModZSVZFBVfinSupp0RFfinSupp0MvVFvMv
49 4 7 11 15 31 48 gsumsubgcl MLModZSVZFBVfinSupp0RFMvVFvMvZ
50 49 ex MLModZSVZFBVfinSupp0RFMvVFvMvZ