Metamath Proof Explorer


Theorem sspg

Description: Vector addition on a subspace is a restriction of vector addition on the parent space. (Contributed by NM, 28-Jan-2008) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses sspg.y โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
sspg.g โŠข ๐บ = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
sspg.f โŠข ๐น = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘Š )
sspg.h โŠข ๐ป = ( SubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion sspg ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น = ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sspg.y โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
2 sspg.g โŠข ๐บ = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
3 sspg.f โŠข ๐น = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘Š )
4 sspg.h โŠข ๐ป = ( SubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
5 eqid โŠข ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
6 5 2 nvgf โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โ†’ ๐บ : ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โŸถ ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) )
7 6 ffund โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โ†’ Fun ๐บ )
8 7 funresd โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โ†’ Fun ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )
9 8 adantr โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ Fun ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )
10 4 sspnv โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ NrmCVec )
11 1 3 nvgf โŠข ( ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โ†’ ๐น : ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โŸถ ๐‘Œ )
12 10 11 syl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น : ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โŸถ ๐‘Œ )
13 12 ffnd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) )
14 fnresdm โŠข ( ๐น Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) = ๐น )
15 13 14 syl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) = ๐น )
16 eqid โŠข ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
17 eqid โŠข ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š )
18 eqid โŠข ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ )
19 eqid โŠข ( normCV โ€˜ ๐‘Š ) = ( normCV โ€˜ ๐‘Š )
20 2 3 16 17 18 19 4 isssp โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โ†’ ( ๐‘Š โˆˆ ๐ป โ†” ( ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โˆง ( ๐น โŠ† ๐บ โˆง ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š ) โŠ† ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ( normCV โ€˜ ๐‘Š ) โŠ† ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) ) ) ) )
21 20 simplbda โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐น โŠ† ๐บ โˆง ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š ) โŠ† ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ( normCV โ€˜ ๐‘Š ) โŠ† ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
22 21 simp1d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น โŠ† ๐บ )
23 ssres โŠข ( ๐น โŠ† ๐บ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โŠ† ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )
24 22 23 syl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โŠ† ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )
25 15 24 eqsstrrd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น โŠ† ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )
26 9 13 25 3jca โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( Fun ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โˆง ๐น Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง ๐น โŠ† ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ) )
27 oprssov โŠข ( ( ( Fun ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โˆง ๐น Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง ๐น โŠ† ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) )
28 26 27 sylan โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) )
29 28 eqcomd โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) )
30 29 ralrimivva โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) )
31 eqid โŠข ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) = ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ )
32 30 31 jctil โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) = ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) ) )
33 6 ffnd โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โ†’ ๐บ Fn ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
34 33 adantr โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐บ Fn ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
35 5 1 4 sspba โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐‘Œ โŠ† ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) )
36 xpss12 โŠข ( ( ๐‘Œ โŠ† ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘Œ โŠ† ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โŠ† ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
37 35 35 36 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โŠ† ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
38 fnssres โŠข ( ( ๐บ Fn ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โˆง ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โŠ† ( ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ร— ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) )
39 34 37 38 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) )
40 eqfnov โŠข ( ( ๐น Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) Fn ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐น = ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โ†” ( ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) = ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) ) ) )
41 13 39 40 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( ๐น = ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) โ†” ( ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) = ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘Œ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) ๐‘ฆ ) ) ) )
42 32 41 mpbird โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น = ( ๐บ โ†พ ( ๐‘Œ ร— ๐‘Œ ) ) )