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Theorem lsmcv 16196
Description: Subspace sum has the covering property (using spans of singletons to represent atoms). Similar to Exercise 5 of [Kalmbach] p. 153. (spansncvi 23137 analog.) TODO: ugly proof; can it be shortened? (Contributed by NM, 2-Oct-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lsmcv.v  |-  V  =  ( Base `  W
)
lsmcv.s  |-  S  =  ( LSubSp `  W )
lsmcv.n  |-  N  =  ( LSpan `  W )
lsmcv.p  |-  .(+)  =  (
LSSum `  W )
lsmcv.w  |-  ( ph  ->  W  e.  LVec )
lsmcv.t  |-  ( ph  ->  T  e.  S )
lsmcv.u  |-  ( ph  ->  U  e.  S )
lsmcv.x  |-  ( ph  ->  X  e.  V )
Assertion
Ref Expression
lsmcv  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  U  =  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )

Proof of Theorem lsmcv
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp3 959 . 2  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )
2 simp2 958 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  T  C.  U )
3 pssss 3429 . . . 4  |-  ( T 
C.  U  ->  T  C_  U )
42, 3syl 16 . . 3  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  T  C_  U
)
5 pssnel 3680 . . . . 5  |-  ( T 
C.  U  ->  E. x
( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )
62, 5syl 16 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  E. x
( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )
7 simpl3 962 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )
8 simprl 733 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  x  e.  U )
97, 8sseldd 3336 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  x  e.  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )
10 lsmcv.w . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  W  e.  LVec )
11 lveclmod 16161 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( W  e.  LVec  ->  W  e. 
LMod )
1210, 11syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  W  e.  LMod )
13 lsmcv.s . . . . . . . . . . . 12  |-  S  =  ( LSubSp `  W )
1413lsssssubg 16017 . . . . . . . . . . 11  |-  ( W  e.  LMod  ->  S  C_  (SubGrp `  W ) )
1512, 14syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  S  C_  (SubGrp `  W
) )
16 lsmcv.t . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  T  e.  S )
1715, 16sseldd 3336 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  T  e.  (SubGrp `  W ) )
18 lsmcv.x . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  X  e.  V )
19 lsmcv.v . . . . . . . . . . . 12  |-  V  =  ( Base `  W
)
20 lsmcv.n . . . . . . . . . . . 12  |-  N  =  ( LSpan `  W )
2119, 13, 20lspsncl 16036 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( N `  { X } )  e.  S
)
2212, 18, 21syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( N `  { X } )  e.  S
)
2315, 22sseldd 3336 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( N `  { X } )  e.  (SubGrp `  W ) )
24 eqid 2430 . . . . . . . . . 10  |-  ( +g  `  W )  =  ( +g  `  W )
25 lsmcv.p . . . . . . . . . 10  |-  .(+)  =  (
LSSum `  W )
2624, 25lsmelval 15266 . . . . . . . . 9  |-  ( ( T  e.  (SubGrp `  W )  /\  ( N `  { X } )  e.  (SubGrp `  W ) )  -> 
( x  e.  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) )  <->  E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) ) )
2717, 23, 26syl2anc 643 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) )  <->  E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) ) )
28273ad2ant1 978 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  ( x  e.  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) )  <->  E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) ) )
2928adantr 452 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  (
x  e.  ( T 
.(+)  ( N `  { X } ) )  <->  E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) ) )
309, 29mpbid 202 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )
31 simp1rr 1023 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  -.  x  e.  T )
32 simp2l 983 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  y  e.  T )
33 oveq2 6075 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  (
y ( +g  `  W
) z )  =  ( y ( +g  `  W ) ( 0g
`  W ) ) )
3433eqeq2d 2441 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  (
x  =  ( y ( +g  `  W
) z )  <->  x  =  ( y ( +g  `  W ) ( 0g
`  W ) ) ) )
3534biimpac 473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  =  ( y ( +g  `  W
) z )  /\  z  =  ( 0g `  W ) )  ->  x  =  ( y
( +g  `  W ) ( 0g `  W
) ) )
36123ad2ant1 978 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  W  e.  LMod )
3736ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  W  e.  LMod )
38163ad2ant1 978 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  T  e.  S )
3938ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  T  e.  S )
40 simprl 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  y  e.  T )
4119, 13lssel 15997 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( T  e.  S  /\  y  e.  T )  ->  y  e.  V )
4239, 40, 41syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  y  e.  V )
43 eqid 2430 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 0g
`  W )  =  ( 0g `  W
)
4419, 24, 43lmod0vrid 15964 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  y  e.  V )  ->  (
y ( +g  `  W
) ( 0g `  W ) )  =  y )
4537, 42, 44syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  (
y ( +g  `  W
) ( 0g `  W ) )  =  y )
4645eqeq2d 2441 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  (
x  =  ( y ( +g  `  W
) ( 0g `  W ) )  <->  x  =  y ) )
4746biimpd 199 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  (
x  =  ( y ( +g  `  W
) ( 0g `  W ) )  ->  x  =  y )
)
4847ex 424 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  (
( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  -> 
( x  =  ( y ( +g  `  W
) ( 0g `  W ) )  ->  x  =  y )
) )
4935, 48syl7 65 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  (
( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  -> 
( ( x  =  ( y ( +g  `  W ) z )  /\  z  =  ( 0g `  W ) )  ->  x  =  y ) ) )
5049exp4a 590 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  (
( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  -> 
( x  =  ( y ( +g  `  W
) z )  -> 
( z  =  ( 0g `  W )  ->  x  =  y ) ) ) )
51503imp 1147 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  x  =  y ) )
52 eleq1 2490 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  y  ->  (
x  e.  T  <->  y  e.  T ) )
5352biimparc 474 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  e.  T  /\  x  =  y )  ->  x  e.  T )
5432, 51, 53ee12an 1372 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  x  e.  T ) )
5554necon3bd 2630 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( -.  x  e.  T  ->  z  =/=  ( 0g `  W ) ) )
5631, 55mpd 15 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  z  =/=  ( 0g `  W ) )
57103ad2ant1 978 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  W  e.  LVec )
5857adantr 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  W  e.  LVec )
59583ad2ant1 978 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  W  e.  LVec )
60 lmodabl 15974 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( W  e.  LMod  ->  W  e. 
Abel )
6111, 60syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( W  e.  LVec  ->  W  e. 
Abel )
6259, 61syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  W  e.  Abel )
63 simp1l1 1050 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ph )
6463, 16syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  T  e.  S )
6564, 32, 41syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  y  e.  V )
6659, 11syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  W  e.  LMod )
6763, 18syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  X  e.  V )
6866, 67, 21syl2anc 643 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( N `  { X } )  e.  S )
69 simp2r 984 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  z  e.  ( N `  { X } ) )
7019, 13lssel 15997 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N `  { X } )  e.  S  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  -> 
z  e.  V )
7168, 69, 70syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  z  e.  V )
72 eqid 2430 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -g `  W )  =  (
-g `  W )
7319, 24, 72ablpncan2 15423 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( W  e.  Abel  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V )  ->  (
( y ( +g  `  W ) z ) ( -g `  W
) y )  =  z )
7462, 65, 71, 73syl3anc 1184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( (
y ( +g  `  W
) z ) (
-g `  W )
y )  =  z )
75 lsmcv.u . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  U  e.  S )
7663, 75syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  U  e.  S )
77 simp3 959 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )
78 simp1rl 1022 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  x  e.  U )
7977, 78eqeltrrd 2505 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( y
( +g  `  W ) z )  e.  U
)
80 simp1l2 1051 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  T  C.  U )
813sselda 3335 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( T  C.  U  /\  y  e.  T )  ->  y  e.  U )
8280, 32, 81syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  y  e.  U )
8372, 13lssvsubcl 16003 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  U  e.  S )  /\  ( ( y ( +g  `  W
) z )  e.  U  /\  y  e.  U ) )  -> 
( ( y ( +g  `  W ) z ) ( -g `  W ) y )  e.  U )
8466, 76, 79, 82, 83syl22anc 1185 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( (
y ( +g  `  W
) z ) (
-g `  W )
y )  e.  U
)
8574, 84eqeltrrd 2505 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  z  e.  U )
86593ad2ant1 978 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  W  e.  LVec )
87633ad2ant1 978 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  ph )
8887, 18syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  X  e.  V )
89 simp12r 1071 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  z  e.  ( N `  { X } ) )
90 simp2 958 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  z  =/=  ( 0g `  W
) )
9119, 43, 20, 86, 88, 89, 90lspsneleq 16170 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  ( N `  { z } )  =  ( N `  { X } ) )
9286, 11syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  W  e.  LMod )
9387, 75syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  U  e.  S )
94 simp3 959 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  z  e.  U )
9513, 20, 92, 93, 94lspsnel5a 16055 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  ( N `  { z } )  C_  U
)
9691, 95eqsstr3d 3370 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T ) )  /\  ( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y
( +g  `  W ) z ) )  /\  z  =/=  ( 0g `  W )  /\  z  e.  U )  ->  ( N `  { X } )  C_  U
)
9756, 85, 96mpd3an23 1281 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  /\  (
y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  /\  x  =  ( y ( +g  `  W ) z ) )  ->  ( N `  { X } ) 
C_  U )
98973exp 1152 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  (
( y  e.  T  /\  z  e.  ( N `  { X } ) )  -> 
( x  =  ( y ( +g  `  W
) z )  -> 
( N `  { X } )  C_  U
) ) )
9998rexlimdvv 2823 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  ( E. y  e.  T  E. z  e.  ( N `  { X } ) x  =  ( y ( +g  `  W ) z )  ->  ( N `  { X } )  C_  U ) )
10030, 99mpd 15 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )  /\  ( x  e.  U  /\  -.  x  e.  T
) )  ->  ( N `  { X } )  C_  U
)
1016, 100exlimddv 1648 . . 3  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  ( N `  { X } ) 
C_  U )
10215, 75sseldd 3336 . . . . 5  |-  ( ph  ->  U  e.  (SubGrp `  W ) )
10325lsmlub 15280 . . . . 5  |-  ( ( T  e.  (SubGrp `  W )  /\  ( N `  { X } )  e.  (SubGrp `  W )  /\  U  e.  (SubGrp `  W )
)  ->  ( ( T  C_  U  /\  ( N `  { X } )  C_  U
)  <->  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) )  C_  U ) )
10417, 23, 102, 103syl3anc 1184 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( T  C_  U  /\  ( N `  { X } )  C_  U )  <->  ( T  .(+) 
( N `  { X } ) )  C_  U ) )
1051043ad2ant1 978 . . 3  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  ( ( T  C_  U  /\  ( N `  { X } )  C_  U
)  <->  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) )  C_  U ) )
1064, 101, 105mpbi2and 888 . 2  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  ( T  .(+) 
( N `  { X } ) )  C_  U )
1071, 106eqssd 3352 1  |-  ( (
ph  /\  T  C.  U  /\  U  C_  ( T  .(+)  ( N `  { X } ) ) )  ->  U  =  ( T  .(+)  ( N `
 { X }
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   E.wex 1550    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2593   E.wrex 2693    C_ wss 3307    C. wpss 3308   {csn 3801   ` cfv 5440  (class class class)co 6067   Basecbs 13452   +g cplusg 13512   0gc0g 13706   -gcsg 14671  SubGrpcsubg 14921   LSSumclsm 15251   Abelcabel 15396   LModclmod 15933   LSubSpclss 15991   LSpanclspn 16030   LVecclvec 16157
This theorem is referenced by:  lshpnelb  29513  lshpcmp  29517  lsmsatcv  29539  lsmcv2  29558  dochshpncl  31913
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 2411  ax-rep 4307  ax-sep 4317  ax-nul 4325  ax-pow 4364  ax-pr 4390  ax-un 4687  ax-cnex 9030  ax-resscn 9031  ax-1cn 9032  ax-icn 9033  ax-addcl 9034  ax-addrcl 9035  ax-mulcl 9036  ax-mulrcl 9037  ax-mulcom 9038  ax-addass 9039  ax-mulass 9040  ax-distr 9041  ax-i2m1 9042  ax-1ne0 9043  ax-1rid 9044  ax-rnegex 9045  ax-rrecex 9046  ax-cnre 9047  ax-pre-lttri 9048  ax-pre-lttrn 9049  ax-pre-ltadd 9050  ax-pre-mulgt0 9051
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 2417  df-cleq 2423  df-clel 2426  df-nfc 2555  df-ne 2595  df-nel 2596  df-ral 2697  df-rex 2698  df-reu 2699  df-rmo 2700  df-rab 2701  df-v 2945  df-sbc 3149  df-csb 3239  df-dif 3310  df-un 3312  df-in 3314  df-ss 3321  df-pss 3323  df-nul 3616  df-if 3727  df-pw 3788  df-sn 3807  df-pr 3808  df-tp 3809  df-op 3810  df-uni 4003  df-int 4038  df-iun 4082  df-br 4200  df-opab 4254  df-mpt 4255  df-tr 4290  df-eprel 4481  df-id 4485  df-po 4490  df-so 4491  df-fr 4528  df-we 4530  df-ord 4571  df-on 4572  df-lim 4573  df-suc 4574  df-om 4832  df-xp 4870  df-rel 4871  df-cnv 4872  df-co 4873  df-dm 4874  df-rn 4875  df-res 4876  df-ima 4877  df-iota 5404  df-fun 5442  df-fn 5443  df-f 5444  df-f1 5445  df-fo 5446  df-f1o 5447  df-fv 5448  df-ov 6070  df-oprab 6071  df-mpt2 6072  df-1st 6335  df-2nd 6336  df-tpos 6465  df-riota 6535  df-recs 6619  df-rdg 6654  df-er 6891  df-en 7096  df-dom 7097  df-sdom 7098  df-pnf 9106  df-mnf 9107  df-xr 9108  df-ltxr 9109  df-le 9110  df-sub 9277  df-neg 9278  df-nn 9985  df-2 10042  df-3 10043  df-ndx 13455  df-slot 13456  df-base 13457  df-sets 13458  df-ress 13459  df-plusg 13525  df-mulr 13526  df-0g 13710  df-mnd 14673  df-submnd 14722  df-grp 14795  df-minusg 14796  df-sbg 14797  df-subg 14924  df-lsm 15253  df-cmn 15397  df-abl 15398  df-mgp 15632  df-rng 15646  df-ur 15648  df-oppr 15711  df-dvdsr 15729  df-unit 15730  df-invr 15760  df-drng 15820  df-lmod 15935  df-lss 15992  df-lsp 16031  df-lvec 16158
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