Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  0prjspn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 0prjspn 41057
Description: A zero-dimensional projective space has only 1 point. (Contributed by Steven Nguyen, 9-Jun-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
0prjspn.w π‘Š = (𝐾 freeLMod (0...0))
0prjspn.b 𝐡 = ((Baseβ€˜π‘Š) βˆ– {(0gβ€˜π‘Š)})
Assertion
Ref Expression
0prjspn (𝐾 ∈ DivRing β†’ (0ℙ𝕣𝕠𝕛n𝐾) = {𝐡})

Proof of Theorem 0prjspn
Dummy variables π‘Ž 𝑏 𝑙 π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0nn0 12452 . . 3 0 ∈ β„•0
2 eqid 2731 . . . 4 {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} = {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}
3 0prjspn.w . . . 4 π‘Š = (𝐾 freeLMod (0...0))
4 0prjspn.b . . . 4 𝐡 = ((Baseβ€˜π‘Š) βˆ– {(0gβ€˜π‘Š)})
5 eqid 2731 . . . 4 (Baseβ€˜πΎ) = (Baseβ€˜πΎ)
6 eqid 2731 . . . 4 ( ·𝑠 β€˜π‘Š) = ( ·𝑠 β€˜π‘Š)
72, 3, 4, 5, 6prjspnval2 41047 . . 3 ((0 ∈ β„•0 ∧ 𝐾 ∈ DivRing) β†’ (0ℙ𝕣𝕠𝕛n𝐾) = (𝐡 / {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}))
81, 7mpan 688 . 2 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (0ℙ𝕣𝕠𝕛n𝐾) = (𝐡 / {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}))
9 ovex 7410 . . . . . . . 8 (0...0) ∈ V
103frlmsca 21211 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (0...0) ∈ V) β†’ 𝐾 = (Scalarβ€˜π‘Š))
119, 10mpan2 689 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ DivRing β†’ 𝐾 = (Scalarβ€˜π‘Š))
1211fveq2d 6866 . . . . . 6 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (Baseβ€˜πΎ) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
1312rexeqdv 3325 . . . . 5 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦) ↔ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦)))
1413anbi2d 629 . . . 4 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦)) ↔ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))))
1514opabbidv 5191 . . 3 (𝐾 ∈ DivRing β†’ {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} = {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))})
1615qseq2d 8727 . 2 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (𝐡 / {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}) = (𝐡 / {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}))
173frlmlvec 21219 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (0...0) ∈ V) β†’ π‘Š ∈ LVec)
189, 17mpan2 689 . . . . . 6 (𝐾 ∈ DivRing β†’ π‘Š ∈ LVec)
19 lveclmod 20639 . . . . . 6 (π‘Š ∈ LVec β†’ π‘Š ∈ LMod)
2018, 19syl 17 . . . . 5 (𝐾 ∈ DivRing β†’ π‘Š ∈ LMod)
2120adantr 481 . . . 4 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ 𝐡)) β†’ π‘Š ∈ LMod)
2215adantr 481 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ π‘Ž ∈ 𝐡) β†’ {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} = {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))})
23 eqid 2731 . . . . . . 7 ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0) = ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0)
242, 4, 6, 5, 3, 230prjspnrel 41056 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ π‘Ž ∈ 𝐡) β†’ π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0))
2522, 24breqdi 5140 . . . . 5 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ π‘Ž ∈ 𝐡) β†’ π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0))
2625adantrr 715 . . . 4 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ 𝐡)) β†’ π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0))
2715adantr 481 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝑏 ∈ 𝐡) β†’ {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} = {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))})
282, 4, 6, 5, 3, 230prjspnrel 41056 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝑏 ∈ 𝐡) β†’ 𝑏{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜πΎ)π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0))
2927, 28breqdi 5140 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝑏 ∈ 𝐡) β†’ 𝑏{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0))
30 eqid 2731 . . . . . . 7 {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} = {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}
31 eqid 2731 . . . . . . 7 (Scalarβ€˜π‘Š) = (Scalarβ€˜π‘Š)
32 eqid 2731 . . . . . . 7 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
3330, 4, 31, 6, 32prjspersym 41036 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LVec ∧ 𝑏{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0)) β†’ ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0){⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)
3418, 29, 33syl2an2r 683 . . . . 5 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝑏 ∈ 𝐡) β†’ ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0){⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)
3534adantrl 714 . . . 4 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0){⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)
3630, 4, 31, 6, 32prjspertr 41034 . . . 4 ((π‘Š ∈ LMod ∧ (π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0) ∧ ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0){⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)) β†’ π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)
3721, 26, 35, 36syl12anc 835 . . 3 ((𝐾 ∈ DivRing ∧ (π‘Ž ∈ 𝐡 ∧ 𝑏 ∈ 𝐡)) β†’ π‘Ž{⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}𝑏)
3830, 4, 31, 6, 32prjsper 41037 . . . 4 (π‘Š ∈ LVec β†’ {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} Er 𝐡)
3918, 38syl 17 . . 3 (𝐾 ∈ DivRing β†’ {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))} Er 𝐡)
404, 3, 230prjspnlem 41052 . . 3 (𝐾 ∈ DivRing β†’ ((𝐾 unitVec (0...0))β€˜0) ∈ 𝐡)
4137, 39, 40qsalrel 40768 . 2 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (𝐡 / {⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∣ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ βˆƒπ‘™ ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))π‘₯ = (𝑙( ·𝑠 β€˜π‘Š)𝑦))}) = {𝐡})
428, 16, 413eqtrd 2775 1 (𝐾 ∈ DivRing β†’ (0ℙ𝕣𝕠𝕛n𝐾) = {𝐡})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆƒwrex 3069  Vcvv 3459   βˆ– cdif 3925  {csn 4606   class class class wbr 5125  {copab 5187  β€˜cfv 6516  (class class class)co 7377   Er wer 8667   / cqs 8669  0cc0 11075  β„•0cn0 12437  ...cfz 13449  Basecbs 17109  Scalarcsca 17165   ·𝑠 cvsca 17166  0gc0g 17350  DivRingcdr 20240  LModclmod 20393  LVecclvec 20635   freeLMod cfrlm 21204   unitVec cuvc 21240  β„™π•£π• π•›ncprjspn 41043
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5262  ax-sep 5276  ax-nul 5283  ax-pow 5340  ax-pr 5404  ax-un 7692  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3419  df-v 3461  df-sbc 3758  df-csb 3874  df-dif 3931  df-un 3933  df-in 3935  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4303  df-if 4507  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-tp 4611  df-op 4613  df-uni 4886  df-iun 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5209  df-tr 5243  df-id 5551  df-eprel 5557  df-po 5565  df-so 5566  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5659  df-rel 5660  df-cnv 5661  df-co 5662  df-dm 5663  df-rn 5664  df-res 5665  df-ima 5666  df-pred 6273  df-ord 6340  df-on 6341  df-lim 6342  df-suc 6343  df-iota 6468  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-riota 7333  df-ov 7380  df-oprab 7381  df-mpo 7382  df-of 7637  df-om 7823  df-1st 7941  df-2nd 7942  df-supp 8113  df-tpos 8177  df-frecs 8232  df-wrecs 8263  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-er 8670  df-ec 8672  df-qs 8676  df-map 8789  df-ixp 8858  df-en 8906  df-dom 8907  df-sdom 8908  df-fin 8909  df-fsupp 9328  df-sup 9402  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11411  df-neg 11412  df-nn 12178  df-2 12240  df-3 12241  df-4 12242  df-5 12243  df-6 12244  df-7 12245  df-8 12246  df-9 12247  df-n0 12438  df-z 12524  df-dec 12643  df-uz 12788  df-fz 13450  df-struct 17045  df-sets 17062  df-slot 17080  df-ndx 17092  df-base 17110  df-ress 17139  df-plusg 17175  df-mulr 17176  df-sca 17178  df-vsca 17179  df-ip 17180  df-tset 17181  df-ple 17182  df-ds 17184  df-hom 17186  df-cco 17187  df-0g 17352  df-prds 17358  df-pws 17360  df-mgm 18526  df-sgrp 18575  df-mnd 18586  df-grp 18780  df-minusg 18781  df-sbg 18782  df-subg 18954  df-mgp 19926  df-ur 19943  df-ring 19995  df-oppr 20078  df-dvdsr 20099  df-unit 20100  df-invr 20130  df-nzr 20217  df-drng 20242  df-subrg 20283  df-lmod 20395  df-lss 20465  df-lvec 20636  df-sra 20707  df-rgmod 20708  df-dsmm 21190  df-frlm 21205  df-uvc 21241  df-prjsp 41031  df-prjspn 41044
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator