Metamath Proof Explorer


Theorem lsssn0

Description: The singleton of the zero vector is a subspace. (Contributed by NM, 13-Jan-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lss0cl.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
lss0cl.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
Assertion lsssn0 ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ { 0 } โˆˆ ๐‘† )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lss0cl.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
2 lss0cl.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
3 eqidd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
4 eqidd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
5 eqidd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
6 eqidd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š ) )
7 eqidd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) )
8 2 a1i โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š ) )
9 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
10 9 1 lmod0vcl โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ 0 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
11 10 snssd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ { 0 } โІ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
12 1 fvexi โŠข 0 โˆˆ V
13 12 snnz โŠข { 0 } โ‰  โˆ…
14 13 a1i โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ { 0 } โ‰  โˆ… )
15 simpr2 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ๐‘Ž โˆˆ { 0 } )
16 elsni โŠข ( ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โ†’ ๐‘Ž = 0 )
17 15 16 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ๐‘Ž = 0 )
18 17 oveq2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) = ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) )
19 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
20 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
21 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
22 19 20 21 1 lmodvs0 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) = 0 )
23 22 3ad2antr1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) = 0 )
24 18 23 eqtrd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) = 0 )
25 simpr3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ { 0 } )
26 elsni โŠข ( ๐‘ โˆˆ { 0 } โ†’ ๐‘ = 0 )
27 25 26 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ๐‘ = 0 )
28 24 27 oveq12d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) = ( 0 ( +g โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) )
29 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
30 9 29 1 lmod0vlid โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง 0 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( 0 ( +g โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) = 0 )
31 10 30 mpdan โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( 0 ( +g โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) = 0 )
32 31 adantr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( 0 ( +g โ€˜ ๐‘Š ) 0 ) = 0 )
33 28 32 eqtrd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) = 0 )
34 ovex โŠข ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) โˆˆ V
35 34 elsn โŠข ( ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) โˆˆ { 0 } โ†” ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) = 0 )
36 33 35 sylibr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ { 0 } โˆง ๐‘ โˆˆ { 0 } ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘Ž ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ ) โˆˆ { 0 } )
37 3 4 5 6 7 8 11 14 36 islssd โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ { 0 } โˆˆ ๐‘† )