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Theorem shmodsi

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.)

Ref Expression
Hypotheses shmod.1 ⊢ A ∈ S ℋ
shmod.2 ⊢ B ∈ S ℋ
shmod.3 ⊢ C ∈ S ℋ
Assertion shmodsi ⊢ A ⊆ C → A + ℋ B ∩ C ⊆ A + ℋ B ∩ C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 shmod.1 ⊢ A ∈ S ℋ
2 shmod.2 ⊢ B ∈ S ℋ
3 shmod.3 ⊢ C ∈ S ℋ
4 elin ⊢ z ∈ A + ℋ B ∩ C ↔ z ∈ A + ℋ B ∧ z ∈ C
5 1 2 shseli ⊢ z ∈ A + ℋ B ↔ ∃ x ∈ A ∃ y ∈ B z = x + ℎ y
6 3 sheli ⊢ z ∈ C → z ∈ ℋ
7 1 sheli ⊢ x ∈ A → x ∈ ℋ
8 2 sheli ⊢ y ∈ B → y ∈ ℋ
9 hvsubadd ⊢ z ∈ ℋ ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → z - ℎ x = y ↔ x + ℎ y = z
10 6 7 8 9 syl3an ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z - ℎ x = y ↔ x + ℎ y = z
11 eqcom ⊢ x + ℎ y = z ↔ z = x + ℎ y
12 10 11 bitrdi ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z - ℎ x = y ↔ z = x + ℎ y
13 12 3expb ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z - ℎ x = y ↔ z = x + ℎ y
14 3 1 shsvsi ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A → z - ℎ x ∈ C + ℋ A
15 3 1 shscomi ⊢ C + ℋ A = A + ℋ C
16 14 15 eleqtrdi ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A → z - ℎ x ∈ A + ℋ C
17 1 3 shlesb1i ⊢ A ⊆ C ↔ A + ℋ C = C
18 17 biimpi ⊢ A ⊆ C → A + ℋ C = C
19 18 eleq2d ⊢ A ⊆ C → z - ℎ x ∈ A + ℋ C ↔ z - ℎ x ∈ C
20 16 19 imbitrid ⊢ A ⊆ C → z ∈ C ∧ x ∈ A → z - ℎ x ∈ C
21 eleq1 ⊢ z - ℎ x = y → z - ℎ x ∈ C ↔ y ∈ C
22 21 biimpd ⊢ z - ℎ x = y → z - ℎ x ∈ C → y ∈ C
23 20 22 sylan9 ⊢ A ⊆ C ∧ z - ℎ x = y → z ∈ C ∧ x ∈ A → y ∈ C
24 23 anim2d ⊢ A ⊆ C ∧ z - ℎ x = y → y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ x ∈ A → y ∈ B ∧ y ∈ C
25 elin ⊢ y ∈ B ∩ C ↔ y ∈ B ∧ y ∈ C
26 24 25 imbitrrdi ⊢ A ⊆ C ∧ z - ℎ x = y → y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ x ∈ A → y ∈ B ∩ C
27 26 ex ⊢ A ⊆ C → z - ℎ x = y → y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ x ∈ A → y ∈ B ∩ C
28 27 com13 ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ x ∈ A → z - ℎ x = y → A ⊆ C → y ∈ B ∩ C
29 28 ancoms ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z - ℎ x = y → A ⊆ C → y ∈ B ∩ C
30 29 anasss ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z - ℎ x = y → A ⊆ C → y ∈ B ∩ C
31 13 30 sylbird ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z = x + ℎ y → A ⊆ C → y ∈ B ∩ C
32 31 imp ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z = x + ℎ y → A ⊆ C → y ∈ B ∩ C
33 2 3 shincli ⊢ B ∩ C ∈ S ℋ
34 1 33 shsvai ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B ∩ C → x + ℎ y ∈ A + ℋ B ∩ C
35 eleq1 ⊢ z = x + ℎ y → z ∈ A + ℋ B ∩ C ↔ x + ℎ y ∈ A + ℋ B ∩ C
36 34 35 imbitrrid ⊢ z = x + ℎ y → x ∈ A ∧ y ∈ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
37 36 expd ⊢ z = x + ℎ y → x ∈ A → y ∈ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
38 37 com12 ⊢ x ∈ A → z = x + ℎ y → y ∈ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
39 38 ad2antrl ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → z = x + ℎ y → y ∈ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
40 39 imp ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z = x + ℎ y → y ∈ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
41 32 40 syld ⊢ z ∈ C ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z = x + ℎ y → A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
42 41 exp31 ⊢ z ∈ C → x ∈ A ∧ y ∈ B → z = x + ℎ y → A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
43 42 rexlimdvv ⊢ z ∈ C → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ B z = x + ℎ y → A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
44 5 43 biimtrid ⊢ z ∈ C → z ∈ A + ℋ B → A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
45 44 com13 ⊢ A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B → z ∈ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
46 45 impd ⊢ A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∧ z ∈ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
47 4 46 biimtrid ⊢ A ⊆ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C → z ∈ A + ℋ B ∩ C
48 47 ssrdv ⊢ A ⊆ C → A + ℋ B ∩ C ⊆ A + ℋ B ∩ C