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Theorem lsspropd

Description: If two structures have the same components (properties), they have the same subspace structure. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Feb-2015) (Revised by Mario Carneiro, 14-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses lsspropd.b1 ( 𝜑𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 ) )
lsspropd.b2 ( 𝜑𝐵 = ( Base ‘ 𝐿 ) )
lsspropd.w ( 𝜑𝐵𝑊 )
lsspropd.p ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑊𝑦𝑊 ) ) → ( 𝑥 ( +g𝐾 ) 𝑦 ) = ( 𝑥 ( +g𝐿 ) 𝑦 ) )
lsspropd.s1 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑃𝑦𝐵 ) ) → ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) ∈ 𝑊 )
lsspropd.s2 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑃𝑦𝐵 ) ) → ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) = ( 𝑥 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑦 ) )
lsspropd.p1 ( 𝜑𝑃 = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) )
lsspropd.p2 ( 𝜑𝑃 = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) )
Assertion lsspropd ( 𝜑 → ( LSubSp ‘ 𝐾 ) = ( LSubSp ‘ 𝐿 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsspropd.b1 ( 𝜑𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 ) )
2 lsspropd.b2 ( 𝜑𝐵 = ( Base ‘ 𝐿 ) )
3 lsspropd.w ( 𝜑𝐵𝑊 )
4 lsspropd.p ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑊𝑦𝑊 ) ) → ( 𝑥 ( +g𝐾 ) 𝑦 ) = ( 𝑥 ( +g𝐿 ) 𝑦 ) )
5 lsspropd.s1 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑃𝑦𝐵 ) ) → ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) ∈ 𝑊 )
6 lsspropd.s2 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑃𝑦𝐵 ) ) → ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) = ( 𝑥 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑦 ) )
7 lsspropd.p1 ( 𝜑𝑃 = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) )
8 lsspropd.p2 ( 𝜑𝑃 = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) )
9 simpll ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝜑 )
10 simprl ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑧𝑃 )
11 simplr ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑠𝐵 )
12 simprrl ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑎𝑠 )
13 11 12 sseldd ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑎𝐵 )
14 5 ralrimivva ( 𝜑 → ∀ 𝑥𝑃𝑦𝐵 ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) ∈ 𝑊 )
15 14 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ∀ 𝑥𝑃𝑦𝐵 ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) ∈ 𝑊 )
16 ovrspc2v ( ( ( 𝑧𝑃𝑎𝐵 ) ∧ ∀ 𝑥𝑃𝑦𝐵 ( 𝑥 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑦 ) ∈ 𝑊 ) → ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ∈ 𝑊 )
17 10 13 15 16 syl21anc ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ∈ 𝑊 )
18 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝐵𝑊 )
19 simprrr ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑏𝑠 )
20 11 19 sseldd ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑏𝐵 )
21 18 20 sseldd ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → 𝑏𝑊 )
22 4 oveqrspc2v ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ∈ 𝑊𝑏𝑊 ) ) → ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) = ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) )
23 9 17 21 22 syl12anc ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) = ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) )
24 6 oveqrspc2v ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑧𝑃𝑎𝐵 ) ) → ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) = ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) )
25 9 10 13 24 syl12anc ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) = ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) )
26 25 oveq1d ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) = ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) )
27 23 26 eqtrd ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) = ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) )
28 27 eleq1d ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝑃 ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) ) → ( ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
29 28 anassrs ( ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ 𝑧𝑃 ) ∧ ( 𝑎𝑠𝑏𝑠 ) ) → ( ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
30 29 2ralbidva ( ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) ∧ 𝑧𝑃 ) → ( ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
31 30 ralbidva ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) → ( ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
32 31 anbi2d ( ( 𝜑𝑠𝐵 ) → ( ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
33 32 pm5.32da ( 𝜑 → ( ( 𝑠𝐵 ∧ ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) ↔ ( 𝑠𝐵 ∧ ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) ) )
34 3anass ( ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠𝐵 ∧ ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
35 3anass ( ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠𝐵 ∧ ( 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
36 33 34 35 3bitr4g ( 𝜑 → ( ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
37 1 sseq2d ( 𝜑 → ( 𝑠𝐵𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐾 ) ) )
38 7 raleqdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
39 37 38 3anbi13d ( 𝜑 → ( ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
40 2 sseq2d ( 𝜑 → ( 𝑠𝐵𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐿 ) ) )
41 8 raleqdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ↔ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
42 40 41 3anbi13d ( 𝜑 → ( ( 𝑠𝐵𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧𝑃𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐿 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
43 36 39 42 3bitr3d ( 𝜑 → ( ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ↔ ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐿 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) ) )
44 eqid ( Scalar ‘ 𝐾 ) = ( Scalar ‘ 𝐾 )
45 eqid ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) )
46 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
47 eqid ( +g𝐾 ) = ( +g𝐾 )
48 eqid ( ·𝑠𝐾 ) = ( ·𝑠𝐾 )
49 eqid ( LSubSp ‘ 𝐾 ) = ( LSubSp ‘ 𝐾 )
50 44 45 46 47 48 49 islss ( 𝑠 ∈ ( LSubSp ‘ 𝐾 ) ↔ ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐾 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐾 ) 𝑎 ) ( +g𝐾 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
51 eqid ( Scalar ‘ 𝐿 ) = ( Scalar ‘ 𝐿 )
52 eqid ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) )
53 eqid ( Base ‘ 𝐿 ) = ( Base ‘ 𝐿 )
54 eqid ( +g𝐿 ) = ( +g𝐿 )
55 eqid ( ·𝑠𝐿 ) = ( ·𝑠𝐿 )
56 eqid ( LSubSp ‘ 𝐿 ) = ( LSubSp ‘ 𝐿 )
57 51 52 53 54 55 56 islss ( 𝑠 ∈ ( LSubSp ‘ 𝐿 ) ↔ ( 𝑠 ⊆ ( Base ‘ 𝐿 ) ∧ 𝑠 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝐿 ) ) ∀ 𝑎𝑠𝑏𝑠 ( ( 𝑧 ( ·𝑠𝐿 ) 𝑎 ) ( +g𝐿 ) 𝑏 ) ∈ 𝑠 ) )
58 43 50 57 3bitr4g ( 𝜑 → ( 𝑠 ∈ ( LSubSp ‘ 𝐾 ) ↔ 𝑠 ∈ ( LSubSp ‘ 𝐿 ) ) )
59 58 eqrdv ( 𝜑 → ( LSubSp ‘ 𝐾 ) = ( LSubSp ‘ 𝐿 ) )