Metamath Proof Explorer


Theorem islbs2

Description: An equivalent formulation of the basis predicate in a vector space: a subset is a basis iff no element is in the span of the rest of the set. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses islbs2.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
islbs2.j โŠข ๐ฝ = ( LBasis โ€˜ ๐‘Š )
islbs2.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
Assertion islbs2 ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†” ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 islbs2.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 islbs2.j โŠข ๐ฝ = ( LBasis โ€˜ ๐‘Š )
3 islbs2.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
4 1 2 lbsss โŠข ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†’ ๐ต โŠ† ๐‘‰ )
5 4 adantl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ๐ต โŠ† ๐‘‰ )
6 1 2 3 lbssp โŠข ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ )
7 6 adantl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ )
8 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
9 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
10 9 lvecdrng โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ DivRing )
11 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
12 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
13 11 12 drngunz โŠข ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ DivRing โ†’ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
14 10 13 syl โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
15 8 14 jca โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
16 2 3 9 12 11 lbsind2 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
17 15 16 syl3an1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
18 17 3expa โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
19 18 ralrimiva โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
20 5 7 19 3jca โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) )
21 simpr1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ ๐ต โŠ† ๐‘‰ )
22 simpr2 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ )
23 id โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ๐‘ฅ = ๐‘ฆ )
24 sneq โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ { ๐‘ฅ } = { ๐‘ฆ } )
25 24 difeq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) = ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) )
26 25 fveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) )
27 23 26 eleq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
28 27 notbid โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) โ†” ยฌ ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
29 simplr3 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
30 simprl โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต )
31 28 29 30 rspcdva โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ยฌ ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) )
32 simpll โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
33 simprr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) )
34 eldifsn โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) โ†” ( ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
35 33 34 sylib โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
36 21 adantr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐ต โŠ† ๐‘‰ )
37 36 30 sseldd โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ )
38 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
39 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
40 1 9 38 39 11 3 lspsnvs โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘ฆ } ) )
41 32 35 37 40 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘ฆ } ) )
42 41 sseq1d โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) } ) โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘ฆ } ) โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
43 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
44 8 adantr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
45 44 adantr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
46 36 ssdifssd โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) โŠ† ๐‘‰ )
47 1 43 3 lspcl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) โŠ† ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š ) )
48 45 46 47 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š ) )
49 35 simpld โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
50 1 9 38 39 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
51 45 49 37 50 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
52 1 43 3 45 48 51 lspsnel5 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) } ) โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
53 1 43 3 45 48 37 lspsnel5 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘ฆ } ) โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
54 42 52 53 3bitr4d โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) )
55 31 54 mtbird โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ) ) โ†’ ยฌ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) )
56 55 ralrimivva โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ยฌ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) )
57 1 9 38 39 2 3 11 islbs โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†” ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ยฌ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) ) )
58 57 adantr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†” ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) } ) ยฌ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฆ } ) ) ) ) )
59 21 22 56 58 mpbir3and โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐ฝ )
60 20 59 impbida โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ฝ โ†” ( ๐ต โŠ† ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐ต ) = ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ยฌ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐ต โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )