Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  baerlem5bmN Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem baerlem5bmN 36483
Description: An equality that holds when 𝑋, 𝑌, 𝑍 are independent (non-colinear) vectors. Subtraction version of second equation of part (5) in [Baer] p. 46. TODO: This is the subtraction version, may not be needed. TODO: delete if baerlem5abmN 36484 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
baerlem5bmN (𝜑 → (𝑁‘{(𝑌 𝑍)}) = (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) (𝑁‘{𝑋}))))

Proof of Theorem baerlem5bmN
StepHypRef Expression
1 baerlem3.y . . . . . 6 (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
21eldifad 3567 . . . . 5 (𝜑𝑌𝑉)
3 baerlem3.z . . . . . 6 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
43eldifad 3567 . . . . 5 (𝜑𝑍𝑉)
5 baerlem3.v . . . . . 6 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 baerlem5a.p . . . . . 6 + = (+g𝑊)
7 eqid 2621 . . . . . 6 (invg𝑊) = (invg𝑊)
8 baerlem3.m . . . . . 6 = (-g𝑊)
95, 6, 7, 8grpsubval 17386 . . . . 5 ((𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
102, 4, 9syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
1110sneqd 4160 . . 3 (𝜑 → {(𝑌 𝑍)} = {(𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))})
1211fveq2d 6152 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑌 𝑍)}) = (𝑁‘{(𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))}))
13 baerlem3.o . . 3 0 = (0g𝑊)
14 baerlem3.s . . 3 = (LSSum‘𝑊)
15 baerlem3.n . . 3 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
16 baerlem3.w . . 3 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
17 baerlem3.x . . 3 (𝜑𝑋𝑉)
18 lveclmod 19025 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
1916, 18syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
205, 7lmodvnegcl 18825 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
2119, 4, 20syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
22 eqid 2621 . . . . . 6 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
235, 22, 15, 19, 2, 4lspprcl 18897 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑍}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
24 baerlem3.c . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
255, 13, 22, 19, 23, 17, 24lssneln0 18871 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
265, 15, 16, 17, 2, 4, 24lspindpi 19051 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑍})))
2726simpld 475 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
285, 13, 15, 16, 25, 2, 27lspsnne1 19036 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
29 baerlem3.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
3029necomd 2845 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁‘{𝑍}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
315, 13, 15, 16, 3, 2, 30lspsnne1 19036 . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
325, 15, 16, 17, 4, 2, 31, 24lspexchn2 19050 . . . . 5 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
33 lmodgrp 18791 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
3419, 33syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ Grp)
3534adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ Grp)
364adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍𝑉)
375, 7grpinvinv 17403 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3835, 36, 37syl2anc 692 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3919adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ LMod)
405, 22, 15, 19, 2, 17lspprcl 18897 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
4140adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
42 simpr 477 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4322, 7lssvnegcl 18875 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊) ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4439, 41, 42, 43syl3anc 1323 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4538, 44eqeltrrd 2699 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4632, 45mtand 690 . . . 4 (𝜑 → ¬ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
475, 15, 16, 21, 17, 2, 28, 46lspexchn2 19050 . . 3 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, ((invg𝑊)‘𝑍)}))
485, 7, 15lspsnneg 18925 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
4919, 4, 48syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5029, 49neeqtrrd 2864 . . 3 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}))
515, 13, 7grpinvnzcl 17408 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
5234, 3, 51syl2anc 692 . . 3 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
535, 8, 13, 14, 15, 16, 17, 47, 50, 1, 52, 6baerlem5b 36481 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))}) = (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) (𝑁‘{𝑋}))))
5449oveq2d 6620 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) = ((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{𝑍})))
5510eqcomd 2627 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)) = (𝑌 𝑍))
5655oveq2d 6620 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))) = (𝑋 (𝑌 𝑍)))
5756sneqd 4160 . . . . 5 (𝜑 → {(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))} = {(𝑋 (𝑌 𝑍))})
5857fveq2d 6152 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) = (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}))
5958oveq1d 6619 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) (𝑁‘{𝑋})) = ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) (𝑁‘{𝑋})))
6054, 59ineq12d 3793 . 2 (𝜑 → (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) (𝑁‘{𝑋}))) = (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) (𝑁‘{𝑋}))))
6112, 53, 603eqtrd 2659 1 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑌 𝑍)}) = (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{𝑍})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) (𝑁‘{𝑋}))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  cdif 3552  cin 3554  {csn 4148  {cpr 4150  cfv 5847  (class class class)co 6604  Basecbs 15781  +gcplusg 15862  0gc0g 16021  Grpcgrp 17343  invgcminusg 17344  -gcsg 17345  LSSumclsm 17970  LModclmod 18784  LSubSpclss 18851  LSpanclspn 18890  LVecclvec 19021
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-tpos 7297  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-0g 16023  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-submnd 17257  df-grp 17346  df-minusg 17347  df-sbg 17348  df-subg 17512  df-cntz 17671  df-lsm 17972  df-cmn 18116  df-abl 18117  df-mgp 18411  df-ur 18423  df-ring 18470  df-oppr 18544  df-dvdsr 18562  df-unit 18563  df-invr 18593  df-drng 18670  df-lmod 18786  df-lss 18852  df-lsp 18891  df-lvec 19022
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator