Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  baerlem5amN Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem baerlem5amN 35822
Description: An equality that holds when 𝑋, 𝑌, 𝑍 are independent (non-colinear) vectors. Subtraction version of first equation of part (5) in [Baer] p. 46. TODO: This is the subtraction version, may not be needed. TODO: delete if baerlem5abmN 35824 is used. (Contributed by NM, 24-May-2015.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
baerlem3.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
baerlem3.m = (-g𝑊)
baerlem3.o 0 = (0g𝑊)
baerlem3.s = (LSSum‘𝑊)
baerlem3.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
baerlem3.w (𝜑𝑊 ∈ LVec)
baerlem3.x (𝜑𝑋𝑉)
baerlem3.c (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
baerlem3.d (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
baerlem3.y (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
baerlem3.z (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
baerlem5a.p + = (+g𝑊)
Assertion
Ref Expression
baerlem5amN (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) = (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}) (𝑁‘{𝑌}))))

Proof of Theorem baerlem5amN
StepHypRef Expression
1 baerlem3.y . . . . . . 7 (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
21eldifad 3547 . . . . . 6 (𝜑𝑌𝑉)
3 baerlem3.z . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
43eldifad 3547 . . . . . 6 (𝜑𝑍𝑉)
5 baerlem3.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 baerlem5a.p . . . . . . 7 + = (+g𝑊)
7 eqid 2605 . . . . . . 7 (invg𝑊) = (invg𝑊)
8 baerlem3.m . . . . . . 7 = (-g𝑊)
95, 6, 7, 8grpsubval 17230 . . . . . 6 ((𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
102, 4, 9syl2anc 690 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
1110oveq2d 6539 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 (𝑌 𝑍)) = (𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))))
1211sneqd 4132 . . 3 (𝜑 → {(𝑋 (𝑌 𝑍))} = {(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))})
1312fveq2d 6088 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) = (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}))
14 baerlem3.o . . 3 0 = (0g𝑊)
15 baerlem3.s . . 3 = (LSSum‘𝑊)
16 baerlem3.n . . 3 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
17 baerlem3.w . . 3 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
18 baerlem3.x . . 3 (𝜑𝑋𝑉)
19 lveclmod 18869 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
2017, 19syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
215, 7lmodvnegcl 18669 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
2220, 4, 21syl2anc 690 . . . 4 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
23 eqid 2605 . . . . . 6 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
245, 23, 16, 20, 2, 4lspprcl 18741 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑍}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
25 baerlem3.c . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
265, 14, 23, 20, 24, 18, 25lssneln0 18715 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
275, 16, 17, 18, 2, 4, 25lspindpi 18895 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑍})))
2827simpld 473 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
295, 14, 16, 17, 26, 2, 28lspsnne1 18880 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
30 baerlem3.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
3130necomd 2832 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁‘{𝑍}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
325, 14, 16, 17, 3, 2, 31lspsnne1 18880 . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
335, 16, 17, 18, 4, 2, 32, 25lspexchn2 18894 . . . . 5 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
34 lmodgrp 18635 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
3517, 19, 343syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ Grp)
3635adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ Grp)
374adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍𝑉)
385, 7grpinvinv 17247 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3936, 37, 38syl2anc 690 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
4020adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ LMod)
415, 23, 16, 20, 2, 18lspprcl 18741 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
4241adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
43 simpr 475 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4423, 7lssvnegcl 18719 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊) ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4540, 42, 43, 44syl3anc 1317 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4639, 45eqeltrrd 2684 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4733, 46mtand 688 . . . 4 (𝜑 → ¬ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
485, 16, 17, 22, 18, 2, 29, 47lspexchn2 18894 . . 3 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, ((invg𝑊)‘𝑍)}))
495, 7, 16lspsnneg 18769 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5020, 4, 49syl2anc 690 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5130, 50neeqtrrd 2851 . . 3 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}))
525, 14, 7grpinvnzcl 17252 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
5335, 3, 52syl2anc 690 . . 3 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
545, 8, 14, 15, 16, 17, 18, 48, 51, 1, 53, 6baerlem5a 35820 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) = (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) (𝑁‘{𝑌}))))
5550oveq2d 6539 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) = ((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{𝑍})))
565, 6, 8, 7, 35, 18, 4grpsubinv 17253 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍)) = (𝑋 + 𝑍))
5756sneqd 4132 . . . . 5 (𝜑 → {(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))} = {(𝑋 + 𝑍)})
5857fveq2d 6088 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) = (𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}))
5958oveq1d 6538 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) (𝑁‘{𝑌})) = ((𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}) (𝑁‘{𝑌})))
6055, 59ineq12d 3772 . 2 (𝜑 → (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) (𝑁‘{𝑌}))) = (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}) (𝑁‘{𝑌}))))
6113, 54, 603eqtrd 2643 1 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) = (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}) (𝑁‘{𝑌}))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 382   = wceq 1474  wcel 1975  wne 2775  cdif 3532  cin 3534  {csn 4120  {cpr 4122  cfv 5786  (class class class)co 6523  Basecbs 15637  +gcplusg 15710  0gc0g 15865  Grpcgrp 17187  invgcminusg 17188  -gcsg 17189  LSSumclsm 17814  LModclmod 18628  LSubSpclss 18695  LSpanclspn 18734  LVecclvec 18865
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1711  ax-4 1726  ax-5 1825  ax-6 1873  ax-7 1920  ax-8 1977  ax-9 1984  ax-10 2004  ax-11 2019  ax-12 2031  ax-13 2228  ax-ext 2585  ax-rep 4689  ax-sep 4699  ax-nul 4708  ax-pow 4760  ax-pr 4824  ax-un 6820  ax-cnex 9844  ax-resscn 9845  ax-1cn 9846  ax-icn 9847  ax-addcl 9848  ax-addrcl 9849  ax-mulcl 9850  ax-mulrcl 9851  ax-mulcom 9852  ax-addass 9853  ax-mulass 9854  ax-distr 9855  ax-i2m1 9856  ax-1ne0 9857  ax-1rid 9858  ax-rnegex 9859  ax-rrecex 9860  ax-cnre 9861  ax-pre-lttri 9862  ax-pre-lttrn 9863  ax-pre-ltadd 9864  ax-pre-mulgt0 9865
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1866  df-eu 2457  df-mo 2458  df-clab 2592  df-cleq 2598  df-clel 2601  df-nfc 2735  df-ne 2777  df-nel 2778  df-ral 2896  df-rex 2897  df-reu 2898  df-rmo 2899  df-rab 2900  df-v 3170  df-sbc 3398  df-csb 3495  df-dif 3538  df-un 3540  df-in 3542  df-ss 3549  df-pss 3551  df-nul 3870  df-if 4032  df-pw 4105  df-sn 4121  df-pr 4123  df-tp 4125  df-op 4127  df-uni 4363  df-int 4401  df-iun 4447  df-br 4574  df-opab 4634  df-mpt 4635  df-tr 4671  df-eprel 4935  df-id 4939  df-po 4945  df-so 4946  df-fr 4983  df-we 4985  df-xp 5030  df-rel 5031  df-cnv 5032  df-co 5033  df-dm 5034  df-rn 5035  df-res 5036  df-ima 5037  df-pred 5579  df-ord 5625  df-on 5626  df-lim 5627  df-suc 5628  df-iota 5750  df-fun 5788  df-fn 5789  df-f 5790  df-f1 5791  df-fo 5792  df-f1o 5793  df-fv 5794  df-riota 6485  df-ov 6526  df-oprab 6527  df-mpt2 6528  df-om 6931  df-1st 7032  df-2nd 7033  df-tpos 7212  df-wrecs 7267  df-recs 7328  df-rdg 7366  df-er 7602  df-en 7815  df-dom 7816  df-sdom 7817  df-pnf 9928  df-mnf 9929  df-xr 9930  df-ltxr 9931  df-le 9932  df-sub 10115  df-neg 10116  df-nn 10864  df-2 10922  df-3 10923  df-ndx 15640  df-slot 15641  df-base 15642  df-sets 15643  df-ress 15644  df-plusg 15723  df-mulr 15724  df-0g 15867  df-mgm 17007  df-sgrp 17049  df-mnd 17060  df-submnd 17101  df-grp 17190  df-minusg 17191  df-sbg 17192  df-subg 17356  df-cntz 17515  df-lsm 17816  df-cmn 17960  df-abl 17961  df-mgp 18255  df-ur 18267  df-ring 18314  df-oppr 18388  df-dvdsr 18406  df-unit 18407  df-invr 18437  df-drng 18514  df-lmod 18630  df-lss 18696  df-lsp 18735  df-lvec 18866
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator