Metamath Proof Explorer


Theorem ldualvsubcl

Description: Closure of vector subtraction in the dual of a vector space. (Contributed by NM, 27-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses ldualvsubcl.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
ldualvsubcl.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘Š )
ldualvsubcl.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐ท )
ldualvsubcl.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
ldualvsubcl.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
ldualvsubcl.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
Assertion ldualvsubcl ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ’ ๐ป ) โˆˆ ๐น )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ldualvsubcl.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
2 ldualvsubcl.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘Š )
3 ldualvsubcl.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐ท )
4 ldualvsubcl.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
5 ldualvsubcl.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
6 ldualvsubcl.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
7 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
8 eqid โŠข ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
9 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
10 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐ท ) = ( +g โ€˜ ๐ท )
11 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท )
12 7 8 9 1 2 10 11 3 4 5 6 ldualvsub โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ’ ๐ป ) = ( ๐บ ( +g โ€˜ ๐ท ) ( ( ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ€˜ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท ) ๐ป ) ) )
13 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
14 7 lmodring โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring )
15 4 14 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring )
16 ringgrp โŠข ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp )
17 15 16 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp )
18 13 9 ringidcl โŠข ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring โ†’ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
19 15 18 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
20 13 8 grpinvcl โŠข ( ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp โˆง ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ€˜ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
21 17 19 20 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ€˜ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
22 1 7 13 2 11 4 21 6 ldualvscl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ€˜ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท ) ๐ป ) โˆˆ ๐น )
23 1 2 10 4 5 22 ldualvaddcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ ( +g โ€˜ ๐ท ) ( ( ( invg โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ€˜ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท ) ๐ป ) ) โˆˆ ๐น )
24 12 23 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ’ ๐ป ) โˆˆ ๐น )