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 38845
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 38846 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 3946 . . . . 5 (𝜑𝑌𝑉)
3 baerlem3.z . . . . . 6 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
43eldifad 3946 . . . . 5 (𝜑𝑍𝑉)
5 baerlem3.v . . . . . 6 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 baerlem5a.p . . . . . 6 + = (+g𝑊)
7 eqid 2819 . . . . . 6 (invg𝑊) = (invg𝑊)
8 baerlem3.m . . . . . 6 = (-g𝑊)
95, 6, 7, 8grpsubval 18141 . . . . 5 ((𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
102, 4, 9syl2anc 586 . . . 4 (𝜑 → (𝑌 𝑍) = (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))
1110sneqd 4571 . . 3 (𝜑 → {(𝑌 𝑍)} = {(𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))})
1211fveq2d 6667 . 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 19870 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
1916, 18syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
205, 7lmodvnegcl 19667 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
2119, 4, 20syl2anc 586 . . . 4 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ 𝑉)
22 eqid 2819 . . . . . 6 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
235, 22, 15, 19, 2, 4lspprcl 19742 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑍}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
24 baerlem3.c . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
2513, 22, 19, 23, 17, 24lssneln0 19716 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
265, 15, 16, 17, 2, 4, 24lspindpi 19896 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑍})))
2726simpld 497 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
285, 13, 15, 16, 25, 2, 27lspsnne1 19881 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
29 baerlem3.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
3029necomd 3069 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁‘{𝑍}) ≠ (𝑁‘{𝑌}))
315, 13, 15, 16, 3, 2, 30lspsnne1 19881 . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌}))
325, 15, 16, 17, 4, 2, 31, 24lspexchn2 19895 . . . . 5 (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
33 lmodgrp 19633 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
3419, 33syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ Grp)
3534adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ Grp)
364adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍𝑉)
375, 7grpinvinv 18158 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍𝑉) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3835, 36, 37syl2anc 586 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) = 𝑍)
3919adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑊 ∈ LMod)
405, 22, 15, 19, 2, 17lspprcl 19742 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
4140adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
42 simpr 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4322, 7lssvnegcl 19720 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊) ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4439, 41, 42, 43syl3anc 1365 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4538, 44eqeltrrd 2912 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋})) → 𝑍 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
4632, 45mtand 814 . . . 4 (𝜑 → ¬ ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑋}))
475, 15, 16, 21, 17, 2, 28, 46lspexchn2 19895 . . 3 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, ((invg𝑊)‘𝑍)}))
485, 7, 15lspsnneg 19770 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑍𝑉) → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
4919, 4, 48syl2anc 586 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}) = (𝑁‘{𝑍}))
5029, 49neeqtrrd 3088 . . 3 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)}))
515, 13, 7grpinvnzcl 18163 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
5234, 3, 51syl2anc 586 . . 3 (𝜑 → ((invg𝑊)‘𝑍) ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
535, 8, 13, 14, 15, 16, 17, 47, 50, 1, 52, 6baerlem5b 38843 . 2 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))}) = (((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) ∩ ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) (𝑁‘{𝑋}))))
5449oveq2d 7164 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{((invg𝑊)‘𝑍)})) = ((𝑁‘{𝑌}) (𝑁‘{𝑍})))
5510eqcomd 2825 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)) = (𝑌 𝑍))
5655oveq2d 7164 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍))) = (𝑋 (𝑌 𝑍)))
5756sneqd 4571 . . . . 5 (𝜑 → {(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))} = {(𝑋 (𝑌 𝑍))})
5857fveq2d 6667 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) = (𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}))
5958oveq1d 7163 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 + ((invg𝑊)‘𝑍)))}) (𝑁‘{𝑋})) = ((𝑁‘{(𝑋 (𝑌 𝑍))}) (𝑁‘{𝑋})))
6054, 59ineq12d 4188 . 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 2858 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 398   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3014  cdif 3931  cin 3933  {csn 4559  {cpr 4561  cfv 6348  (class class class)co 7148  Basecbs 16475  +gcplusg 16557  0gc0g 16705  Grpcgrp 18095  invgcminusg 18096  -gcsg 18097  LSSumclsm 18751  LModclmod 19626  LSubSpclss 19695  LSpanclspn 19735  LVecclvec 19866
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7453  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-nel 3122  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-pss 3952  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7573  df-1st 7681  df-2nd 7682  df-tpos 7884  df-wrecs 7939  df-recs 8000  df-rdg 8038  df-er 8281  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-0g 16707  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-submnd 17949  df-grp 18098  df-minusg 18099  df-sbg 18100  df-subg 18268  df-cntz 18439  df-lsm 18753  df-cmn 18900  df-abl 18901  df-mgp 19232  df-ur 19244  df-ring 19291  df-oppr 19365  df-dvdsr 19383  df-unit 19384  df-invr 19414  df-drng 19496  df-lmod 19628  df-lss 19696  df-lsp 19736  df-lvec 19867
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator