Metamath Proof Explorer


Theorem ocvlss

Description: The orthocomplement of a subset is a linear subspace of the pre-Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses ocvss.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
ocvss.o โŠข โŠฅ = ( ocv โ€˜ ๐‘Š )
ocvlss.l โŠข ๐ฟ = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
Assertion ocvlss ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ocvss.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 ocvss.o โŠข โŠฅ = ( ocv โ€˜ ๐‘Š )
3 ocvlss.l โŠข ๐ฟ = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
4 1 2 ocvss โŠข ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โІ ๐‘‰
5 4 a1i โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โІ ๐‘‰ )
6 simpr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘† โІ ๐‘‰ )
7 phllmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
8 7 adantr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
9 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
10 1 9 lmod0vcl โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘‰ )
11 8 10 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘‰ )
12 simpll โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ PreHil )
13 6 sselda โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ )
14 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
15 eqid โŠข ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š )
16 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
17 14 15 1 16 9 ip0l โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
18 12 13 17 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
19 18 ralrimiva โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ( ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
20 1 15 14 16 2 elocv โŠข ( ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โ†” ( ๐‘† โІ ๐‘‰ โˆง ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ( ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
21 6 11 19 20 syl3anbrc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) )
22 21 ne0d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โ‰  โˆ… )
23 6 adantr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘† โІ ๐‘‰ )
24 8 adantr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
25 simpr1 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
26 simpr2 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) )
27 4 26 sselid โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ )
28 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
29 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
30 1 14 28 29 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
31 24 25 27 30 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
32 simpr3 โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) )
33 4 32 sselid โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‰ )
34 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
35 1 34 lmodvacl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‰ )
36 24 31 33 35 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‰ )
37 12 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ PreHil )
38 31 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
39 33 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‰ )
40 13 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ )
41 eqid โŠข ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
42 14 15 1 34 41 ipdir โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ง ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) )
43 37 38 39 40 42 syl13anc โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ง ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) )
44 25 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
45 27 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ )
46 eqid โŠข ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
47 14 15 1 29 28 46 ipass โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ฆ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) )
48 37 44 45 40 47 syl13anc โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ฆ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) )
49 1 15 14 16 2 ocvi โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ฆ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
50 26 49 sylan โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ฆ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
51 50 oveq2d โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ฆ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
52 24 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
53 14 lmodring โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring )
54 52 53 syl โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring )
55 29 46 16 ringrz โŠข ( ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Ring โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
56 54 44 55 syl2anc โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
57 48 51 56 3eqtrd โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
58 1 15 14 16 2 ocvi โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ง ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
59 32 58 sylan โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ง ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
60 57 59 oveq12d โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ๐‘ง ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) ) = ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
61 14 lmodfgrp โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp )
62 29 16 grpidcl โŠข ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp โ†’ ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
63 29 41 16 grplid โŠข ( ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp โˆง ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
64 62 63 mpdan โŠข ( ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ Grp โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
65 52 61 64 3syl โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( +g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
66 43 60 65 3eqtrd โŠข ( ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
67 66 ralrimiva โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
68 1 15 14 16 2 elocv โŠข ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โ†” ( ๐‘† โІ ๐‘‰ โˆง ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‰ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ( ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
69 23 36 67 68 syl3anbrc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) )
70 69 ralrimivvva โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ โˆ€ ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) )
71 14 29 1 34 28 3 islss โŠข ( ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ โ†” ( ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โІ ๐‘‰ โˆง ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โ‰  โˆ… โˆง โˆ€ ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ( ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) )
72 5 22 70 71 syl3anbrc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ )