Metamath Proof Explorer


Theorem lmod0vs

Description: Zero times a vector is the zero vector. Equation 1a of Kreyszig p. 51. ( ax-hvmul0 analog.) (Contributed by NM, 12-Jan-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lmod0vs.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lmod0vs.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lmod0vs.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lmod0vs.o โŠข ๐‘‚ = ( 0g โ€˜ ๐น )
lmod0vs.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
Assertion lmod0vs ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) = 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmod0vs.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lmod0vs.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
3 lmod0vs.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
4 lmod0vs.o โŠข ๐‘‚ = ( 0g โ€˜ ๐น )
5 lmod0vs.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
6 simpl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
7 2 lmodring โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ๐น โˆˆ Ring )
8 7 adantr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐น โˆˆ Ring )
9 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐น ) = ( Base โ€˜ ๐น )
10 9 4 ring0cl โŠข ( ๐น โˆˆ Ring โ†’ ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) )
11 8 10 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) )
12 simpr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
13 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
14 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐น ) = ( +g โ€˜ ๐น )
15 1 13 2 3 9 14 lmodvsdir โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) โˆง ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ ( +g โ€˜ ๐น ) ๐‘‚ ) ยท ๐‘‹ ) = ( ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) )
16 6 11 11 12 15 syl13anc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘‚ ( +g โ€˜ ๐น ) ๐‘‚ ) ยท ๐‘‹ ) = ( ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) )
17 ringgrp โŠข ( ๐น โˆˆ Ring โ†’ ๐น โˆˆ Grp )
18 8 17 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐น โˆˆ Grp )
19 9 14 4 grplid โŠข ( ( ๐น โˆˆ Grp โˆง ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) ) โ†’ ( ๐‘‚ ( +g โ€˜ ๐น ) ๐‘‚ ) = ๐‘‚ )
20 18 11 19 syl2anc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ( +g โ€˜ ๐น ) ๐‘‚ ) = ๐‘‚ )
21 20 oveq1d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘‚ ( +g โ€˜ ๐น ) ๐‘‚ ) ยท ๐‘‹ ) = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) )
22 16 21 eqtr3d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) )
23 1 2 3 9 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‚ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘‰ )
24 6 11 12 23 syl3anc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘‰ )
25 1 13 5 lmod0vid โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) โ†” 0 = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) )
26 24 25 syldan โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) โ†” 0 = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) ) )
27 22 26 mpbid โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ 0 = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) )
28 27 eqcomd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) = 0 )