Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dvhopellsm Structured version   Unicode version

Theorem dvhopellsm 31852
Description: Ordered pair membership in a subspace sum. (Contributed by NM, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
dvhopellsm.h  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
dvhopellsm.u  |-  U  =  ( ( DVecH `  K
) `  W )
dvhopellsm.a  |-  .+  =  ( +g  `  U )
dvhopellsm.s  |-  S  =  ( LSubSp `  U )
dvhopellsm.p  |-  .(+)  =  (
LSSum `  U )
Assertion
Ref Expression
dvhopellsm  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, w, y, z,  .+    w, F, x, y, z    x, H, y    x, K, y   
x, S, y    w, T, x, y, z    x, W, y    w, X, x, y, z    w, Y, x, y, z
Allowed substitution hints:    .(+) ( x, y,
z, w)    S( z, w)    U( x, y, z, w)    H( z, w)    K( z, w)    W( z, w)

Proof of Theorem dvhopellsm
Dummy variables  v  u are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvhopellsm.h . . . . . . 7  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
2 dvhopellsm.u . . . . . . 7  |-  U  =  ( ( DVecH `  K
) `  W )
3 id 20 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  ( K  e.  HL  /\  W  e.  H ) )
41, 2, 3dvhlmod 31845 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  U  e.  LMod )
543ad2ant1 978 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  U  e.  LMod )
6 dvhopellsm.s . . . . . 6  |-  S  =  ( LSubSp `  U )
76lsssssubg 16026 . . . . 5  |-  ( U  e.  LMod  ->  S  C_  (SubGrp `  U ) )
85, 7syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  S  C_  (SubGrp `  U ) )
9 simp2 958 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  e.  S )
108, 9sseldd 3341 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  e.  (SubGrp `  U ) )
11 simp3 959 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  e.  S )
128, 11sseldd 3341 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  e.  (SubGrp `  U ) )
13 dvhopellsm.a . . . 4  |-  .+  =  ( +g  `  U )
14 dvhopellsm.p . . . 4  |-  .(+)  =  (
LSSum `  U )
1513, 14lsmelval 15275 . . 3  |-  ( ( X  e.  (SubGrp `  U )  /\  Y  e.  (SubGrp `  U )
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v ) ) )
1610, 12, 15syl2anc 643 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v ) ) )
17 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  U )  =  (
Base `  U )
1817, 6lssss 16005 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  S  ->  Y  C_  ( Base `  U
) )
19183ad2ant3 980 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  C_  ( Base `  U ) )
20 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  ( (
LTrn `  K ) `  W )  =  ( ( LTrn `  K
) `  W )
21 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  ( (
TEndo `  K ) `  W )  =  ( ( TEndo `  K ) `  W )
221, 20, 21, 2, 17dvhvbase 31822 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  ( Base `  U
)  =  ( ( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
23223ad2ant1 978 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( Base `  U )  =  ( ( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
2419, 23sseqtrd 3376 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  C_  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
25 relxp 4975 . . . . 5  |-  Rel  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
)
26 relss 4955 . . . . 5  |-  ( Y 
C_  ( ( (
LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  -> 
( Rel  ( (
( LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  ->  Rel  Y ) )
2724, 25, 26ee10 1385 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Rel  Y )
28 oveq2 6081 . . . . . 6  |-  ( v  =  <. z ,  w >.  ->  ( u  .+  v )  =  ( u  .+  <. z ,  w >. ) )
2928eqeq2d 2446 . . . . 5  |-  ( v  =  <. z ,  w >.  ->  ( <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  v )  <->  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) )
3029exopxfr2 6403 . . . 4  |-  ( Rel 
Y  ->  ( E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3127, 30syl 16 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3231rexbidv 2718 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. u  e.  X  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3317, 6lssss 16005 . . . . . . 7  |-  ( X  e.  S  ->  X  C_  ( Base `  U
) )
34333ad2ant2 979 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  C_  ( Base `  U ) )
3534, 23sseqtrd 3376 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  C_  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
36 relss 4955 . . . . 5  |-  ( X 
C_  ( ( (
LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  -> 
( Rel  ( (
( LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  ->  Rel  X ) )
3735, 25, 36ee10 1385 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Rel  X )
38 oveq1 6080 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( u  .+  <.
z ,  w >. )  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
)
3938eqeq2d 2446 . . . . . . 7  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. )  <->  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )
4039anbi2d 685 . . . . . 6  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) ) )
41402exbidv 1638 . . . . 5  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  <.
z ,  w >. ) )  <->  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4241exopxfr2 6403 . . . 4  |-  ( Rel 
X  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) ) )
4337, 42syl 16 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) ) )
44 19.42vv 1930 . . . . 5  |-  ( E. z E. w (
<. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
45 anass 631 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) )  <->  ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
46452exbii 1593 . . . . . . 7  |-  ( E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. z E. w ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4746bicomi 194 . . . . . 6  |-  ( E. z E. w (
<. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )
4847a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. z E. w ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4944, 48syl5bbr 251 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
50492exbidv 1638 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. x E. y ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
5143, 50bitrd 245 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
5216, 32, 513bitrd 271 1  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   E.wex 1550    = wceq 1652    e. wcel 1725   E.wrex 2698    C_ wss 3312   <.cop 3809    X. cxp 4868   Rel wrel 4875   ` cfv 5446  (class class class)co 6073   Basecbs 13461   +g cplusg 13521  SubGrpcsubg 14930   LSSumclsm 15260   LModclmod 15942   LSubSpclss 16000   HLchlt 30085   LHypclh 30718   LTrncltrn 30835   TEndoctendo 31486   DVecHcdvh 31813
This theorem is referenced by:  diblsmopel  31906  dihopelvalcpre  31983  xihopellsmN  31989  dihopellsm  31990
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-rep 4312  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-pre-mulgt0 9059
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-fal 1329  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-rmo 2705  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-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-int 4043  df-iun 4087  df-iin 4088  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  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-1st 6341  df-2nd 6342  df-tpos 6471  df-undef 6535  df-riota 6541  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-1o 6716  df-oadd 6720  df-er 6897  df-map 7012  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-fin 7105  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-xr 9116  df-ltxr 9117  df-le 9118  df-sub 9285  df-neg 9286  df-nn 9993  df-2 10050  df-3 10051  df-4 10052  df-5 10053  df-6 10054  df-n0 10214  df-z 10275  df-uz 10481  df-fz 11036  df-struct 13463  df-ndx 13464  df-slot 13465  df-base 13466  df-sets 13467  df-ress 13468  df-plusg 13534  df-mulr 13535  df-sca 13537  df-vsca 13538  df-0g 13719  df-poset 14395  df-plt 14407  df-lub 14423  df-glb 14424  df-join 14425  df-meet 14426  df-p0 14460  df-p1 14461  df-lat 14467  df-clat 14529  df-mnd 14682  df-grp 14804  df-minusg 14805  df-sbg 14806  df-subg 14933  df-lsm 15262  df-mgp 15641  df-rng 15655  df-ur 15657  df-oppr 15720  df-dvdsr 15738  df-unit 15739  df-invr 15769  df-dvr 15780  df-drng 15829  df-lmod 15944  df-lss 16001  df-lvec 16167  df-oposet 29911  df-ol 29913  df-oml 29914  df-covers 30001  df-ats 30002  df-atl 30033  df-cvlat 30057  df-hlat 30086  df-llines 30232  df-lplanes 30233  df-lvols 30234  df-lines 30235  df-psubsp 30237  df-pmap 30238  df-padd 30530  df-lhyp 30722  df-laut 30723  df-ldil 30838  df-ltrn 30839  df-trl 30893  df-tendo 31489  df-edring 31491  df-dvech 31814
  Copyright terms: Public domain W3C validator