Metamath Proof Explorer


Theorem lsscl

Description: Closure property of a subspace. (Contributed by NM, 8-Dec-2013) (Revised by Mario Carneiro, 8-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lsscl.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lsscl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐น )
lsscl.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
lsscl.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lsscl.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
Assertion lsscl ( ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘ˆ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsscl.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 lsscl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐น )
3 lsscl.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
4 lsscl.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
5 lsscl.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
6 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
7 1 2 6 3 4 5 islss โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โ†” ( ๐‘ˆ โІ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ˆ โ‰  โˆ… โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ˆ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ๐‘ˆ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
8 7 simp3bi โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ˆ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ๐‘ˆ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ )
9 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) = ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) )
10 9 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) = ( ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) )
11 10 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
12 oveq2 โŠข ( ๐‘Ž = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) = ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) )
13 12 oveq1d โŠข ( ๐‘Ž = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) = ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) )
14 13 eleq1d โŠข ( ๐‘Ž = ๐‘‹ โ†’ ( ( ( ๐‘ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
15 oveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘Œ โ†’ ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) = ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) )
16 15 eleq1d โŠข ( ๐‘ = ๐‘Œ โ†’ ( ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
17 11 14 16 rspc3v โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ˆ โˆ€ ๐‘ โˆˆ ๐‘ˆ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘Ž ) + ๐‘ ) โˆˆ ๐‘ˆ โ†’ ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
18 8 17 mpan9 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘ˆ )