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 38912
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 38914 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 3930 . . . . . 6 (𝜑𝑌𝑉)
3 baerlem3.z . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
43eldifad 3930 . . . . . 6 (𝜑𝑍𝑉)
5 baerlem3.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 baerlem5a.p . . . . . . 7 + = (+g𝑊)
7 eqid 2824 . . . . . . 7 (invg𝑊) = (invg𝑊)
8 baerlem3.m . . . . . . 7 = (-g𝑊)
95, 6, 7, 8grpsubval 18138 . . . . . 6 ((𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
102, 4, 9syl2anc 587 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
1110oveq2d 7154 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 (𝑌 𝑍)) = (𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))))
1211sneqd 4560 . . 3 (𝜑 → {(𝑋 (𝑌 𝑍))} = {(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))})
1312fveq2d 6655 . 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 19864 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
2017, 19syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
215, 7lmodvnegcl 19661 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
2220, 4, 21syl2anc 587 . . . 4 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
23 eqid 2824 . . . . . 6 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
245, 23, 16, 20, 2, 4lspprcl 19736 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑍}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
25 baerlem3.c . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
2614, 23, 20, 24, 18, 25lssneln0 19710 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
275, 16, 17, 18, 2, 4, 25lspindpi 19890 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑍})))
2827simpld 498 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
295, 14, 16, 17, 26, 2, 28lspsnne1 19875 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
30 baerlem3.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
3130necomd 3068 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁‘{𝑍}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
325, 14, 16, 17, 3, 2, 31lspsnne1 19875 . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
335, 16, 17, 18, 4, 2, 32, 25lspexchn2 19889 . . . . 5 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
34 lmodgrp 19627 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
3517, 19, 343syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ Grp)
3635adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ Grp)
374adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍𝑉)
385, 7grpinvinv 18155 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3936, 37, 38syl2anc 587 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
4020adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ LMod)
415, 23, 16, 20, 2, 18lspprcl 19736 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
4241adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
43 simpr 488 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4423, 7lssvnegcl 19714 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊) ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4540, 42, 43, 44syl3anc 1368 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4639, 45eqeltrrd 2917 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4733, 46mtand 815 . . . 4 (𝜑 → ¬ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
485, 16, 17, 22, 18, 2, 29, 47lspexchn2 19889 . . 3 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, ((invg𝑊)‘𝑍)}))
495, 7, 16lspsnneg 19764 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5020, 4, 49syl2anc 587 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5130, 50neeqtrrd 3087 . . 3 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}))
525, 14, 7grpinvnzcl 18160 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
5335, 3, 52syl2anc 587 . . 3 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
545, 8, 14, 15, 16, 17, 18, 48, 51, 1, 53, 6baerlem5a 38910 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) = (((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) (𝑁‘{𝑌}))))
5550oveq2d 7154 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) = ((𝑁‘{(𝑋 𝑌)}) (𝑁‘{𝑍})))
565, 6, 8, 7, 35, 18, 4grpsubinv 18161 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍)) = (𝑋 + 𝑍))
5756sneqd 4560 . . . . 5 (𝜑 → {(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))} = {(𝑋 + 𝑍)})
5857fveq2d 6655 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) = (𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}))
5958oveq1d 7153 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 ((invg𝑊)‘𝑍))}) (𝑁‘{𝑌})) = ((𝑁‘{(𝑋 + 𝑍)}) (𝑁‘{𝑌})))
6055, 59ineq12d 4173 . 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 2863 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 399   = wceq 1538  wcel 2115  wne 3013  cdif 3915  cin 3917  {csn 4548  {cpr 4550  cfv 6336  (class class class)co 7138  Basecbs 16472  +gcplusg 16554  0gc0g 16702  Grpcgrp 18092  invgcminusg 18093  -gcsg 18094  LSSumclsm 18748  LModclmod 19620  LSubSpclss 19689  LSpanclspn 19729  LVecclvec 19860
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 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5171  ax-sep 5184  ax-nul 5191  ax-pow 5247  ax-pr 5311  ax-un 7444  ax-cnex 10578  ax-resscn 10579  ax-1cn 10580  ax-icn 10581  ax-addcl 10582  ax-addrcl 10583  ax-mulcl 10584  ax-mulrcl 10585  ax-mulcom 10586  ax-addass 10587  ax-mulass 10588  ax-distr 10589  ax-i2m1 10590  ax-1ne0 10591  ax-1rid 10592  ax-rnegex 10593  ax-rrecex 10594  ax-cnre 10595  ax-pre-lttri 10596  ax-pre-lttrn 10597  ax-pre-ltadd 10598  ax-pre-mulgt0 10599
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3014  df-nel 3118  df-ral 3137  df-rex 3138  df-reu 3139  df-rmo 3140  df-rab 3141  df-v 3481  df-sbc 3758  df-csb 3866  df-dif 3921  df-un 3923  df-in 3925  df-ss 3935  df-pss 3937  df-nul 4275  df-if 4449  df-pw 4522  df-sn 4549  df-pr 4551  df-tp 4553  df-op 4555  df-uni 4820  df-int 4858  df-iun 4902  df-br 5048  df-opab 5110  df-mpt 5128  df-tr 5154  df-id 5441  df-eprel 5446  df-po 5455  df-so 5456  df-fr 5495  df-we 5497  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6129  df-ord 6175  df-on 6176  df-lim 6177  df-suc 6178  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-riota 7096  df-ov 7141  df-oprab 7142  df-mpo 7143  df-om 7564  df-1st 7672  df-2nd 7673  df-tpos 7875  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-pnf 10662  df-mnf 10663  df-xr 10664  df-ltxr 10665  df-le 10666  df-sub 10857  df-neg 10858  df-nn 11624  df-2 11686  df-3 11687  df-ndx 16475  df-slot 16476  df-base 16478  df-sets 16479  df-ress 16480  df-plusg 16567  df-mulr 16568  df-0g 16704  df-mgm 17841  df-sgrp 17890  df-mnd 17901  df-submnd 17946  df-grp 18095  df-minusg 18096  df-sbg 18097  df-subg 18265  df-cntz 18436  df-lsm 18750  df-cmn 18897  df-abl 18898  df-mgp 19229  df-ur 19241  df-ring 19288  df-oppr 19362  df-dvdsr 19380  df-unit 19381  df-invr 19411  df-drng 19490  df-lmod 19622  df-lss 19690  df-lsp 19730  df-lvec 19861
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator