Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dia2dimlem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dia2dimlem5 39531
Description: Lemma for dia2dim 39540. The sum of vectors 𝐺 and 𝐷 belongs to the sum of the subspaces generated by them. Thus, 𝐹 = (𝐺𝐷) belongs to the subspace sum. Part of proof of Lemma M in [Crawley] p. 121 line 5. (Contributed by NM, 8-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
dia2dimlem5.l = (le‘𝐾)
dia2dimlem5.j = (join‘𝐾)
dia2dimlem5.m = (meet‘𝐾)
dia2dimlem5.a 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
dia2dimlem5.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
dia2dimlem5.t 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)
dia2dimlem5.r 𝑅 = ((trL‘𝐾)‘𝑊)
dia2dimlem5.y 𝑌 = ((DVecA‘𝐾)‘𝑊)
dia2dimlem5.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑌)
dia2dimlem5.pl = (LSSum‘𝑌)
dia2dimlem5.n 𝑁 = (LSpan‘𝑌)
dia2dimlem5.i 𝐼 = ((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)
dia2dimlem5.q 𝑄 = ((𝑃 𝑈) ((𝐹𝑃) 𝑉))
dia2dimlem5.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
dia2dimlem5.u (𝜑 → (𝑈𝐴𝑈 𝑊))
dia2dimlem5.v (𝜑 → (𝑉𝐴𝑉 𝑊))
dia2dimlem5.p (𝜑 → (𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊))
dia2dimlem5.f (𝜑 → (𝐹𝑇 ∧ (𝐹𝑃) ≠ 𝑃))
dia2dimlem5.rf (𝜑 → (𝑅𝐹) (𝑈 𝑉))
dia2dimlem5.uv (𝜑𝑈𝑉)
dia2dimlem5.ru (𝜑 → (𝑅𝐹) ≠ 𝑈)
dia2dimlem5.rv (𝜑 → (𝑅𝐹) ≠ 𝑉)
dia2dimlem5.g (𝜑𝐺𝑇)
dia2dimlem5.gv (𝜑 → (𝐺𝑃) = 𝑄)
dia2dimlem5.d (𝜑𝐷𝑇)
dia2dimlem5.dv (𝜑 → (𝐷𝑄) = (𝐹𝑃))
Assertion
Ref Expression
dia2dimlem5 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐼𝑈) (𝐼𝑉)))

Proof of Theorem dia2dimlem5
StepHypRef Expression
1 dia2dimlem5.k . . . . 5 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
2 dia2dimlem5.d . . . . 5 (𝜑𝐷𝑇)
3 dia2dimlem5.g . . . . 5 (𝜑𝐺𝑇)
4 dia2dimlem5.h . . . . . 6 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
5 dia2dimlem5.t . . . . . 6 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)
6 dia2dimlem5.y . . . . . 6 𝑌 = ((DVecA‘𝐾)‘𝑊)
7 eqid 2736 . . . . . 6 (+g𝑌) = (+g𝑌)
84, 5, 6, 7dvavadd 39478 . . . . 5 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ (𝐷𝑇𝐺𝑇)) → (𝐷(+g𝑌)𝐺) = (𝐷𝐺))
91, 2, 3, 8syl12anc 835 . . . 4 (𝜑 → (𝐷(+g𝑌)𝐺) = (𝐷𝐺))
10 dia2dimlem5.l . . . . 5 = (le‘𝐾)
11 dia2dimlem5.a . . . . 5 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
12 dia2dimlem5.p . . . . 5 (𝜑 → (𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊))
13 dia2dimlem5.f . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹𝑇 ∧ (𝐹𝑃) ≠ 𝑃))
1413simpld 495 . . . . 5 (𝜑𝐹𝑇)
15 dia2dimlem5.gv . . . . 5 (𝜑 → (𝐺𝑃) = 𝑄)
16 dia2dimlem5.dv . . . . 5 (𝜑 → (𝐷𝑄) = (𝐹𝑃))
1710, 11, 4, 5, 1, 12, 14, 3, 15, 2, 16dia2dimlem4 39530 . . . 4 (𝜑 → (𝐷𝐺) = 𝐹)
189, 17eqtr2d 2777 . . 3 (𝜑𝐹 = (𝐷(+g𝑌)𝐺))
194, 6dvalvec 39489 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) → 𝑌 ∈ LVec)
20 lveclmod 20567 . . . . . . 7 (𝑌 ∈ LVec → 𝑌 ∈ LMod)
211, 19, 203syl 18 . . . . . 6 (𝜑𝑌 ∈ LMod)
22 dia2dimlem5.s . . . . . . 7 𝑆 = (LSubSp‘𝑌)
2322lsssssubg 20419 . . . . . 6 (𝑌 ∈ LMod → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑌))
2421, 23syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑌))
25 dia2dimlem5.v . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑉𝐴𝑉 𝑊))
2625simpld 495 . . . . . . 7 (𝜑𝑉𝐴)
27 eqid 2736 . . . . . . . 8 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
2827, 11atbase 37751 . . . . . . 7 (𝑉𝐴𝑉 ∈ (Base‘𝐾))
2926, 28syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑉 ∈ (Base‘𝐾))
3025simprd 496 . . . . . 6 (𝜑𝑉 𝑊)
31 dia2dimlem5.i . . . . . . 7 𝐼 = ((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)
3227, 10, 4, 6, 31, 22dialss 39509 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ (𝑉 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑉 𝑊)) → (𝐼𝑉) ∈ 𝑆)
331, 29, 30, 32syl12anc 835 . . . . 5 (𝜑 → (𝐼𝑉) ∈ 𝑆)
3424, 33sseldd 3945 . . . 4 (𝜑 → (𝐼𝑉) ∈ (SubGrp‘𝑌))
35 dia2dimlem5.u . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑈𝐴𝑈 𝑊))
3635simpld 495 . . . . . . 7 (𝜑𝑈𝐴)
3727, 11atbase 37751 . . . . . . 7 (𝑈𝐴𝑈 ∈ (Base‘𝐾))
3836, 37syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ∈ (Base‘𝐾))
3935simprd 496 . . . . . 6 (𝜑𝑈 𝑊)
4027, 10, 4, 6, 31, 22dialss 39509 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ (𝑈 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑈 𝑊)) → (𝐼𝑈) ∈ 𝑆)
411, 38, 39, 40syl12anc 835 . . . . 5 (𝜑 → (𝐼𝑈) ∈ 𝑆)
4224, 41sseldd 3945 . . . 4 (𝜑 → (𝐼𝑈) ∈ (SubGrp‘𝑌))
43 dia2dimlem5.r . . . . . . . 8 𝑅 = ((trL‘𝐾)‘𝑊)
44 dia2dimlem5.n . . . . . . . 8 𝑁 = (LSpan‘𝑌)
454, 5, 43, 6, 31, 44dia1dim2 39525 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ 𝐷𝑇) → (𝐼‘(𝑅𝐷)) = (𝑁‘{𝐷}))
461, 2, 45syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐷)) = (𝑁‘{𝐷}))
47 dia2dimlem5.j . . . . . . . . . 10 = (join‘𝐾)
48 dia2dimlem5.m . . . . . . . . . 10 = (meet‘𝐾)
49 dia2dimlem5.q . . . . . . . . . 10 𝑄 = ((𝑃 𝑈) ((𝐹𝑃) 𝑉))
50 dia2dimlem5.rf . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅𝐹) (𝑈 𝑉))
51 dia2dimlem5.uv . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑈𝑉)
52 dia2dimlem5.ru . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅𝐹) ≠ 𝑈)
53 dia2dimlem5.rv . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅𝐹) ≠ 𝑉)
5410, 47, 48, 11, 4, 5, 43, 49, 1, 35, 25, 12, 13, 50, 51, 52, 53, 2, 16dia2dimlem3 39529 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑅𝐷) = 𝑉)
5554fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐷)) = (𝐼𝑉))
56 eqss 3959 . . . . . . . 8 ((𝐼‘(𝑅𝐷)) = (𝐼𝑉) ↔ ((𝐼‘(𝑅𝐷)) ⊆ (𝐼𝑉) ∧ (𝐼𝑉) ⊆ (𝐼‘(𝑅𝐷))))
5755, 56sylib 217 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐼‘(𝑅𝐷)) ⊆ (𝐼𝑉) ∧ (𝐼𝑉) ⊆ (𝐼‘(𝑅𝐷))))
5857simpld 495 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐷)) ⊆ (𝐼𝑉))
5946, 58eqsstrrd 3983 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝐷}) ⊆ (𝐼𝑉))
60 eqid 2736 . . . . . 6 (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
614, 5, 6, 60dvavbase 39476 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) → (Base‘𝑌) = 𝑇)
621, 61syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝑌) = 𝑇)
632, 62eleqtrrd 2841 . . . . . 6 (𝜑𝐷 ∈ (Base‘𝑌))
6460, 22, 44, 21, 33, 63lspsnel5 20456 . . . . 5 (𝜑 → (𝐷 ∈ (𝐼𝑉) ↔ (𝑁‘{𝐷}) ⊆ (𝐼𝑉)))
6559, 64mpbird 256 . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ (𝐼𝑉))
664, 5, 43, 6, 31, 44dia1dim2 39525 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ 𝐺𝑇) → (𝐼‘(𝑅𝐺)) = (𝑁‘{𝐺}))
671, 3, 66syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐺)) = (𝑁‘{𝐺}))
6810, 47, 48, 11, 4, 5, 43, 49, 1, 35, 25, 12, 13, 50, 53, 3, 15dia2dimlem2 39528 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑅𝐺) = 𝑈)
6968fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐺)) = (𝐼𝑈))
70 eqss 3959 . . . . . . . 8 ((𝐼‘(𝑅𝐺)) = (𝐼𝑈) ↔ ((𝐼‘(𝑅𝐺)) ⊆ (𝐼𝑈) ∧ (𝐼𝑈) ⊆ (𝐼‘(𝑅𝐺))))
7169, 70sylib 217 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐼‘(𝑅𝐺)) ⊆ (𝐼𝑈) ∧ (𝐼𝑈) ⊆ (𝐼‘(𝑅𝐺))))
7271simpld 495 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐼‘(𝑅𝐺)) ⊆ (𝐼𝑈))
7367, 72eqsstrrd 3983 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝐺}) ⊆ (𝐼𝑈))
743, 62eleqtrrd 2841 . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ (Base‘𝑌))
7560, 22, 44, 21, 41, 74lspsnel5 20456 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺 ∈ (𝐼𝑈) ↔ (𝑁‘{𝐺}) ⊆ (𝐼𝑈)))
7673, 75mpbird 256 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ (𝐼𝑈))
77 dia2dimlem5.pl . . . . 5 = (LSSum‘𝑌)
787, 77lsmelvali 19432 . . . 4 ((((𝐼𝑉) ∈ (SubGrp‘𝑌) ∧ (𝐼𝑈) ∈ (SubGrp‘𝑌)) ∧ (𝐷 ∈ (𝐼𝑉) ∧ 𝐺 ∈ (𝐼𝑈))) → (𝐷(+g𝑌)𝐺) ∈ ((𝐼𝑉) (𝐼𝑈)))
7934, 42, 65, 76, 78syl22anc 837 . . 3 (𝜑 → (𝐷(+g𝑌)𝐺) ∈ ((𝐼𝑉) (𝐼𝑈)))
8018, 79eqeltrd 2838 . 2 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐼𝑉) (𝐼𝑈)))
81 lmodabl 20369 . . . 4 (𝑌 ∈ LMod → 𝑌 ∈ Abel)
8221, 81syl 17 . . 3 (𝜑𝑌 ∈ Abel)
8377lsmcom 19636 . . 3 ((𝑌 ∈ Abel ∧ (𝐼𝑉) ∈ (SubGrp‘𝑌) ∧ (𝐼𝑈) ∈ (SubGrp‘𝑌)) → ((𝐼𝑉) (𝐼𝑈)) = ((𝐼𝑈) (𝐼𝑉)))
8482, 34, 42, 83syl3anc 1371 . 2 (𝜑 → ((𝐼𝑉) (𝐼𝑈)) = ((𝐼𝑈) (𝐼𝑉)))
8580, 84eleqtrd 2840 1 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐼𝑈) (𝐼𝑉)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wss 3910  {csn 4586   class class class wbr 5105  ccom 5637  cfv 6496  (class class class)co 7357  Basecbs 17083  +gcplusg 17133  lecple 17140  joincjn 18200  meetcmee 18201  SubGrpcsubg 18922  LSSumclsm 19416  Abelcabl 19563  LModclmod 20322  LSubSpclss 20392  LSpanclspn 20432  LVecclvec 20563  Atomscatm 37725  HLchlt 37812  LHypclh 38447  LTrncltrn 38564  trLctrl 38621  DVecAcdveca 39465  DIsoAcdia 39491
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-riotaBAD 37415
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-tpos 8157  df-undef 8204  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-map 8767  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-fz 13425  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-0g 17323  df-proset 18184  df-poset 18202  df-plt 18219  df-lub 18235  df-glb 18236  df-join 18237  df-meet 18238  df-p0 18314  df-p1 18315  df-lat 18321  df-clat 18388  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-subg 18925  df-lsm 19418  df-cmn 19564  df-abl 19565  df-mgp 19897  df-ur 19914  df-ring 19966  df-oppr 20049  df-dvdsr 20070  df-unit 20071  df-invr 20101  df-dvr 20112  df-drng 20187  df-lmod 20324  df-lss 20393  df-lsp 20433  df-lvec 20564  df-oposet 37638  df-ol 37640  df-oml 37641  df-covers 37728  df-ats 37729  df-atl 37760  df-cvlat 37784  df-hlat 37813  df-llines 37961  df-lplanes 37962  df-lvols 37963  df-lines 37964  df-psubsp 37966  df-pmap 37967  df-padd 38259  df-lhyp 38451  df-laut 38452  df-ldil 38567  df-ltrn 38568  df-trl 38622  df-tgrp 39206  df-tendo 39218  df-edring 39220  df-dveca 39466  df-disoa 39492
This theorem is referenced by:  dia2dimlem6  39532
  Copyright terms: Public domain W3C validator