MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iscvsi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iscvsi 22737
Description: Properties that determine a complex vector space. (Contributed by NM, 5-Nov-2006.) (Revised by AV, 4-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
iscvsp.t · = ( ·𝑠𝑊)
iscvsp.a + = (+g𝑊)
iscvsp.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
iscvsp.s 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
iscvsp.k 𝐾 = (Base‘𝑆)
iscvsi.1 𝑊 ∈ Grp
iscvsi.2 𝑆 = (ℂflds 𝐾)
iscvsi.3 𝑆 ∈ DivRing
iscvsi.4 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)
iscvsi.5 (𝑥𝑉 → (1 · 𝑥) = 𝑥)
iscvsi.6 ((𝑦𝐾𝑥𝑉) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
iscvsi.7 ((𝑦𝐾𝑥𝑉𝑧𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
iscvsi.8 ((𝑦𝐾𝑧𝐾𝑥𝑉) → ((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)))
iscvsi.9 ((𝑦𝐾𝑧𝐾𝑥𝑉) → ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))
Assertion
Ref Expression
iscvsi 𝑊 ∈ ℂVec
Distinct variable groups:   𝑥,𝐾,𝑦,𝑧   𝑥,𝑆,𝑦,𝑧   𝑥,𝑉,𝑦,𝑧   𝑥,𝑊,𝑦,𝑧   𝑥, + ,𝑦,𝑧   𝑥, · ,𝑦,𝑧

Proof of Theorem iscvsi
StepHypRef Expression
1 iscvsi.1 . . 3 𝑊 ∈ Grp
2 iscvsi.3 . . . 4 𝑆 ∈ DivRing
3 iscvsi.2 . . . 4 𝑆 = (ℂflds 𝐾)
42, 3pm3.2i 470 . . 3 (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂflds 𝐾))
5 iscvsi.4 . . 3 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)
61, 4, 53pm3.2i 1232 . 2 (𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂflds 𝐾)) ∧ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld))
7 iscvsi.5 . . . 4 (𝑥𝑉 → (1 · 𝑥) = 𝑥)
8 iscvsi.6 . . . . . . 7 ((𝑦𝐾𝑥𝑉) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
98ancoms 468 . . . . . 6 ((𝑥𝑉𝑦𝐾) → (𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉)
10 iscvsi.7 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐾𝑥𝑉𝑧𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
11103com12 1261 . . . . . . . 8 ((𝑥𝑉𝑦𝐾𝑧𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
12113expa 1257 . . . . . . 7 (((𝑥𝑉𝑦𝐾) ∧ 𝑧𝑉) → (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
1312ralrimiva 2949 . . . . . 6 ((𝑥𝑉𝑦𝐾) → ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)))
14 iscvsi.8 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐾𝑧𝐾𝑥𝑉) → ((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)))
15 iscvsi.9 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐾𝑧𝐾𝑥𝑉) → ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))
1614, 15jca 553 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐾𝑧𝐾𝑥𝑉) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
17163comr 1265 . . . . . . . 8 ((𝑥𝑉𝑦𝐾𝑧𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
18173expa 1257 . . . . . . 7 (((𝑥𝑉𝑦𝐾) ∧ 𝑧𝐾) → (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
1918ralrimiva 2949 . . . . . 6 ((𝑥𝑉𝑦𝐾) → ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))
209, 13, 193jca 1235 . . . . 5 ((𝑥𝑉𝑦𝐾) → ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
2120ralrimiva 2949 . . . 4 (𝑥𝑉 → ∀𝑦𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
227, 21jca 553 . . 3 (𝑥𝑉 → ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥))))))
2322rgen 2906 . 2 𝑥𝑉 ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))
24 iscvsp.t . . 3 · = ( ·𝑠𝑊)
25 iscvsp.a . . 3 + = (+g𝑊)
26 iscvsp.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
27 iscvsp.s . . 3 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
28 iscvsp.k . . 3 𝐾 = (Base‘𝑆)
2924, 25, 26, 27, 28iscvsp 22736 . 2 (𝑊 ∈ ℂVec ↔ ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑆 = (ℂflds 𝐾)) ∧ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)) ∧ ∀𝑥𝑉 ((1 · 𝑥) = 𝑥 ∧ ∀𝑦𝐾 ((𝑦 · 𝑥) ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑧𝑉 (𝑦 · (𝑥 + 𝑧)) = ((𝑦 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑧)) ∧ ∀𝑧𝐾 (((𝑧 + 𝑦) · 𝑥) = ((𝑧 · 𝑥) + (𝑦 · 𝑥)) ∧ ((𝑧 · 𝑦) · 𝑥) = (𝑧 · (𝑦 · 𝑥)))))))
306, 23, 29mpbir2an 957 1 𝑊 ∈ ℂVec
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1031   = wceq 1475  wcel 1977  wral 2896  cfv 5804  (class class class)co 6549  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820  Basecbs 15695  s cress 15696  +gcplusg 15768  Scalarcsca 15771   ·𝑠 cvsca 15772  Grpcgrp 17245  DivRingcdr 18570  SubRingcsubrg 18599  fldccnfld 19567  ℂVecccvs 22731
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-addf 9894  ax-mulf 9895
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-fz 12198  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-0g 15925  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-grp 17248  df-subg 17414  df-cmn 18018  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lvec 18924  df-cnfld 19568  df-clm 22671  df-cvs 22732
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator