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Theorem iscvsi

Description: Properties that determine a subcomplex vector space. (Contributed by NM, 5-Nov-2006) (Revised by AV, 4-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses iscvsp.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
iscvsp.a ⊢ + ˙ = + W
iscvsp.v ⊢ V = Base W
iscvsp.s ⊢ S = Scalar ⁡ W
iscvsp.k ⊢ K = Base S
iscvsi.1 ⊢ W ∈ Grp
iscvsi.2 ⊢ S = ℂ fld ↾ 𝑠 K
iscvsi.3 ⊢ S ∈ DivRing
iscvsi.4 ⊢ K ∈ SubRing ⁡ ℂ fld
iscvsi.5 ⊢ x ∈ V → 1 · ˙ x = x
iscvsi.6 ⊢ y ∈ K ∧ x ∈ V → y · ˙ x ∈ V
iscvsi.7 ⊢ y ∈ K ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V → y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z
iscvsi.8 ⊢ y ∈ K ∧ z ∈ K ∧ x ∈ V → z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x
iscvsi.9 ⊢ y ∈ K ∧ z ∈ K ∧ x ∈ V → z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
Assertion iscvsi ⊢ W ∈ ℂVec

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iscvsp.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
2 iscvsp.a ⊢ + ˙ = + W
3 iscvsp.v ⊢ V = Base W
4 iscvsp.s ⊢ S = Scalar ⁡ W
5 iscvsp.k ⊢ K = Base S
6 iscvsi.1 ⊢ W ∈ Grp
7 iscvsi.2 ⊢ S = ℂ fld ↾ 𝑠 K
8 iscvsi.3 ⊢ S ∈ DivRing
9 iscvsi.4 ⊢ K ∈ SubRing ⁡ ℂ fld
10 iscvsi.5 ⊢ x ∈ V → 1 · ˙ x = x
11 iscvsi.6 ⊢ y ∈ K ∧ x ∈ V → y · ˙ x ∈ V
12 iscvsi.7 ⊢ y ∈ K ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V → y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z
13 iscvsi.8 ⊢ y ∈ K ∧ z ∈ K ∧ x ∈ V → z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x
14 iscvsi.9 ⊢ y ∈ K ∧ z ∈ K ∧ x ∈ V → z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
15 8 7 pm3.2i ⊢ S ∈ DivRing ∧ S = ℂ fld ↾ 𝑠 K
16 6 15 9 3pm3.2i ⊢ W ∈ Grp ∧ S ∈ DivRing ∧ S = ℂ fld ↾ 𝑠 K ∧ K ∈ SubRing ⁡ ℂ fld
17 11 ancoms ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K → y · ˙ x ∈ V
18 12 3com12 ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K ∧ z ∈ V → y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z
19 18 3expa ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K ∧ z ∈ V → y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z
20 19 ralrimiva ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K → ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z
21 13 14 jca ⊢ y ∈ K ∧ z ∈ K ∧ x ∈ V → z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
22 21 3comr ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K ∧ z ∈ K → z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
23 22 3expa ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K ∧ z ∈ K → z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
24 23 ralrimiva ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K → ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
25 17 20 24 3jca ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ K → y · ˙ x ∈ V ∧ ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z ∧ ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
26 25 ralrimiva ⊢ x ∈ V → ∀ y ∈ K y · ˙ x ∈ V ∧ ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z ∧ ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
27 10 26 jca ⊢ x ∈ V → 1 · ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ K y · ˙ x ∈ V ∧ ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z ∧ ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
28 27 rgen ⊢ ∀ x ∈ V 1 · ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ K y · ˙ x ∈ V ∧ ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z ∧ ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
29 1 2 3 4 5 iscvsp ⊢ W ∈ ℂVec ↔ W ∈ Grp ∧ S ∈ DivRing ∧ S = ℂ fld ↾ 𝑠 K ∧ K ∈ SubRing ⁡ ℂ fld ∧ ∀ x ∈ V 1 · ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ K y · ˙ x ∈ V ∧ ∀ z ∈ V y · ˙ x + ˙ z = y · ˙ x + ˙ y · ˙ z ∧ ∀ z ∈ K z + y · ˙ x = z · ˙ x + ˙ y · ˙ x ∧ z ⁢ y · ˙ x = z · ˙ y · ˙ x
30 16 28 29 mpbir2an ⊢ W ∈ ℂVec