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Theorem nlelshi 23555
Description: The null space of a linear functional is a subspace. (Contributed by NM, 11-Feb-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 17-Nov-2013.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
nlelsh.1  |-  T  e. 
LinFn
Assertion
Ref Expression
nlelshi  |-  ( null `  T )  e.  SH

Proof of Theorem nlelshi
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-hv0cl 22498 . . 3  |-  0h  e.  ~H
2 nlelsh.1 . . . 4  |-  T  e. 
LinFn
32lnfn0i 23537 . . 3  |-  ( T `
 0h )  =  0
42lnfnfi 23536 . . . 4  |-  T : ~H
--> CC
5 elnlfn 23423 . . . 4  |-  ( T : ~H --> CC  ->  ( 0h  e.  ( null `  T )  <->  ( 0h  e.  ~H  /\  ( T `
 0h )  =  0 ) ) )
64, 5ax-mp 8 . . 3  |-  ( 0h  e.  ( null `  T
)  <->  ( 0h  e.  ~H  /\  ( T `  0h )  =  0
) )
71, 3, 6mpbir2an 887 . 2  |-  0h  e.  ( null `  T )
8 nlfnval 23376 . . . . . . . . . 10  |-  ( T : ~H --> CC  ->  (
null `  T )  =  ( `' T " { 0 } ) )
94, 8ax-mp 8 . . . . . . . . 9  |-  ( null `  T )  =  ( `' T " { 0 } )
10 cnvimass 5216 . . . . . . . . 9  |-  ( `' T " { 0 } )  C_  dom  T
119, 10eqsstri 3370 . . . . . . . 8  |-  ( null `  T )  C_  dom  T
124fdmi 5588 . . . . . . . 8  |-  dom  T  =  ~H
1311, 12sseqtri 3372 . . . . . . 7  |-  ( null `  T )  C_  ~H
1413sseli 3336 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( null `  T
)  ->  x  e.  ~H )
1513sseli 3336 . . . . . 6  |-  ( y  e.  ( null `  T
)  ->  y  e.  ~H )
16 hvaddcl 22507 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ~H  /\  y  e.  ~H )  ->  ( x  +h  y
)  e.  ~H )
1714, 15, 16syl2an 464 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  (
x  +h  y )  e.  ~H )
182lnfnaddi 23538 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  ~H  /\  y  e.  ~H )  ->  ( T `  (
x  +h  y ) )  =  ( ( T `  x )  +  ( T `  y ) ) )
1914, 15, 18syl2an 464 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  ( T `  ( x  +h  y ) )  =  ( ( T `  x )  +  ( T `  y ) ) )
20 elnlfn 23423 . . . . . . . . . 10  |-  ( T : ~H --> CC  ->  ( x  e.  ( null `  T )  <->  ( x  e.  ~H  /\  ( T `
 x )  =  0 ) ) )
214, 20ax-mp 8 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( null `  T
)  <->  ( x  e. 
~H  /\  ( T `  x )  =  0 ) )
2221simprbi 451 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( null `  T
)  ->  ( T `  x )  =  0 )
23 elnlfn 23423 . . . . . . . . . 10  |-  ( T : ~H --> CC  ->  ( y  e.  ( null `  T )  <->  ( y  e.  ~H  /\  ( T `
 y )  =  0 ) ) )
244, 23ax-mp 8 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  ( null `  T
)  <->  ( y  e. 
~H  /\  ( T `  y )  =  0 ) )
2524simprbi 451 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ( null `  T
)  ->  ( T `  y )  =  0 )
2622, 25oveqan12d 6092 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  (
( T `  x
)  +  ( T `
 y ) )  =  ( 0  +  0 ) )
2719, 26eqtrd 2467 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  ( T `  ( x  +h  y ) )  =  ( 0  +  0 ) )
28 00id 9233 . . . . . 6  |-  ( 0  +  0 )  =  0
2927, 28syl6eq 2483 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  ( T `  ( x  +h  y ) )  =  0 )
30 elnlfn 23423 . . . . . 6  |-  ( T : ~H --> CC  ->  ( ( x  +h  y
)  e.  ( null `  T )  <->  ( (
x  +h  y )  e.  ~H  /\  ( T `  ( x  +h  y ) )  =  0 ) ) )
314, 30ax-mp 8 . . . . 5  |-  ( ( x  +h  y )  e.  ( null `  T
)  <->  ( ( x  +h  y )  e. 
~H  /\  ( T `  ( x  +h  y
) )  =  0 ) )
3217, 29, 31sylanbrc 646 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( null `  T )  /\  y  e.  ( null `  T
) )  ->  (
x  +h  y )  e.  ( null `  T
) )
3332rgen2 2794 . . 3  |-  A. x  e.  ( null `  T
) A. y  e.  ( null `  T
) ( x  +h  y )  e.  (
null `  T )
34 hvmulcl 22508 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ~H )  ->  ( x  .h  y
)  e.  ~H )
3515, 34sylan2 461 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ( null `  T ) )  -> 
( x  .h  y
)  e.  ~H )
362lnfnmuli 23539 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ~H )  ->  ( T `  (
x  .h  y ) )  =  ( x  x.  ( T `  y ) ) )
3715, 36sylan2 461 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ( null `  T ) )  -> 
( T `  (
x  .h  y ) )  =  ( x  x.  ( T `  y ) ) )
3825oveq2d 6089 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ( null `  T
)  ->  ( x  x.  ( T `  y
) )  =  ( x  x.  0 ) )
39 mul01 9237 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x  x.  0 )  =  0 )
4038, 39sylan9eqr 2489 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ( null `  T ) )  -> 
( x  x.  ( T `  y )
)  =  0 )
4137, 40eqtrd 2467 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ( null `  T ) )  -> 
( T `  (
x  .h  y ) )  =  0 )
42 elnlfn 23423 . . . . . 6  |-  ( T : ~H --> CC  ->  ( ( x  .h  y
)  e.  ( null `  T )  <->  ( (
x  .h  y )  e.  ~H  /\  ( T `  ( x  .h  y ) )  =  0 ) ) )
434, 42ax-mp 8 . . . . 5  |-  ( ( x  .h  y )  e.  ( null `  T
)  <->  ( ( x  .h  y )  e. 
~H  /\  ( T `  ( x  .h  y
) )  =  0 ) )
4435, 41, 43sylanbrc 646 . . . 4  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  ( null `  T ) )  -> 
( x  .h  y
)  e.  ( null `  T ) )
4544rgen2 2794 . . 3  |-  A. x  e.  CC  A. y  e.  ( null `  T
) ( x  .h  y )  e.  (
null `  T )
4633, 45pm3.2i 442 . 2  |-  ( A. x  e.  ( null `  T ) A. y  e.  ( null `  T
) ( x  +h  y )  e.  (
null `  T )  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  ( null `  T ) ( x  .h  y )  e.  ( null `  T
) )
47 issh3 22714 . . 3  |-  ( (
null `  T )  C_ 
~H  ->  ( ( null `  T )  e.  SH  <->  ( 0h  e.  ( null `  T )  /\  ( A. x  e.  ( null `  T ) A. y  e.  ( null `  T ) ( x  +h  y )  e.  ( null `  T
)  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  ( null `  T
) ( x  .h  y )  e.  (
null `  T )
) ) ) )
4813, 47ax-mp 8 . 2  |-  ( (
null `  T )  e.  SH  <->  ( 0h  e.  ( null `  T )  /\  ( A. x  e.  ( null `  T
) A. y  e.  ( null `  T
) ( x  +h  y )  e.  (
null `  T )  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  ( null `  T ) ( x  .h  y )  e.  ( null `  T
) ) ) )
497, 46, 48mpbir2an 887 1  |-  ( null `  T )  e.  SH
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1652    e. wcel 1725   A.wral 2697    C_ wss 3312   {csn 3806   `'ccnv 4869   dom cdm 4870   "cima 4873   -->wf 5442   ` cfv 5446  (class class class)co 6073   CCcc 8980   0cc0 8982    + caddc 8985    x. cmul 8987   ~Hchil 22414    +h cva 22415    .h csm 22416   0hc0v 22419   SHcsh 22423   nullcnl 22447   LinFnclf 22449
This theorem is referenced by:  nlelchi  23556
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-hilex 22494  ax-hfvadd 22495  ax-hv0cl 22498  ax-hvaddid 22499  ax-hfvmul 22500  ax-hvmulid 22501
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-op 3815  df-uni 4008  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-riota 6541  df-er 6897  df-map 7012  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-ltxr 9117  df-sub 9285  df-sh 22701  df-nlfn 23341  df-lnfn 23343
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