Metamath Proof Explorer


Theorem lssvscl

Description: Closure of scalar product in a subspace. (Contributed by NM, 11-Jan-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014)

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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lssvscl.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 lssvscl.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
3 lssvscl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐น )
4 lssvscl.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
5 simpll โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
6 simprl โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
7 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
8 7 4 lssel โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
9 8 ad2ant2l โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
10 7 1 2 3 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
11 5 6 9 10 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
12 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
13 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
14 7 12 13 lmod0vrid โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) )
15 5 11 14 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) )
16 simplr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† )
17 simprr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ )
18 13 4 lss0cl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘ˆ )
19 18 adantr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘ˆ )
20 1 3 12 2 4 lsscl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ๐‘ˆ )
21 16 6 17 19 20 syl13anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ๐‘ˆ )
22 15 21 eqeltrrd โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘ˆ )