Theorem dib1dim 42142

Description: Two expressions for the 1-dimensional subspaces of vector space H. (Contributed by NM, 24-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
dib1dim.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
dib1dim.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
dib1dim.t	⊢ 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)
dib1dim.r	⊢ 𝑅 = ((trL‘𝐾)‘𝑊)
dib1dim.e	⊢ 𝐸 = ((TEndo‘𝐾)‘𝑊)
dib1dim.o	⊢ 𝑂 = (ℎ ∈ 𝑇 ↦ ( I ↾ 𝐵))
dib1dim.i	⊢ 𝐼 = ((DIsoB‘𝐾)‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
dib1dim	⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝐼‘(𝑅‘𝐹)) = {𝑔 ∈ (𝑇 × 𝐸) ∣ ∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩})

Distinct variable groups:   𝐵,ℎ   𝑔,𝑠,𝐸   𝑔,𝐹,𝑠   𝐻,𝑠   ℎ,𝑠,𝐾   𝑔,𝑂,𝑠   𝑅,𝑠   𝑔,ℎ,𝑇,𝑠   ℎ,𝑊,𝑠

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑔, 𝑠)   𝑅(𝑔, ℎ)   𝐸(ℎ)   𝐹(ℎ)   𝐻(𝑔, ℎ)   𝐼(𝑔, ℎ, 𝑠)   𝐾(𝑔)   𝑂(ℎ)   𝑊(𝑔)

Proof of Theorem dib1dim

Dummy variables 𝑓 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 488	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
2		dib1dim.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
3		dib1dim.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
4		dib1dim.t	. . . . 5 ⊢ 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)
5		dib1dim.r	. . . . 5 ⊢ 𝑅 = ((trL‘𝐾)‘𝑊)
6	2, 3, 4, 5	trlcl 41141	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝑅‘𝐹) ∈ 𝐵)
7		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (le‘𝐾) = (le‘𝐾)
8	7, 3, 4, 5	trlle 41161	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝑅‘𝐹)(le‘𝐾)𝑊)
9		dib1dim.o	. . . . 5 ⊢ 𝑂 = (ℎ ∈ 𝑇 ↦ ( I ↾ 𝐵))
10		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ ((DIsoA‘𝐾)‘𝑊) = ((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)
11		dib1dim.i	. . . . 5 ⊢ 𝐼 = ((DIsoB‘𝐾)‘𝑊)
12	2, 7, 3, 4, 9, 10, 11	dibval2 42121	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ ((𝑅‘𝐹) ∈ 𝐵 ∧ (𝑅‘𝐹)(le‘𝐾)𝑊)) → (𝐼‘(𝑅‘𝐹)) = ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂}))
13	1, 6, 8, 12	syl12anc 850	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝐼‘(𝑅‘𝐹)) = ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂}))
14		relxp 5665	. . . 4 ⊢ Rel ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂})
15		opelxp 5683	. . . . 5 ⊢ (⟨𝑓, 𝑡⟩ ∈ ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂}) ↔ (𝑓 ∈ (((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}))
16		dib1dim.e	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐸 = ((TEndo‘𝐾)‘𝑊)
17	3, 4, 5, 16, 10	dia1dim 42038	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) = {𝑓 ∣ ∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹)})
18	17	eqabrd 2901	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝑓 ∈ (((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) ↔ ∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹)))
19	18	anbi1d 643	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → ((𝑓 ∈ (((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}) ↔ (∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂})))
20	3, 4, 16	tendocl 41744	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸 ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇)
21	20	3expa 1136	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇)
22	21	an32s 665	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸) → (𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇)
23	2, 3, 4, 16, 9	tendo0cl 41767	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) → 𝑂 ∈ 𝐸)
24	23	ad2antrr 739	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸) → 𝑂 ∈ 𝐸)
25	22, 24	jca 521	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸) → ((𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇 ∧ 𝑂 ∈ 𝐸))
26		eleq1 2848	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓 = (𝑠‘𝐹) → (𝑓 ∈ 𝑇 ↔ (𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇))
27		eleq1 2848	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = 𝑂 → (𝑡 ∈ 𝐸 ↔ 𝑂 ∈ 𝐸))
28	26, 27	bi2anan9 650	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂) → ((𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸) ↔ ((𝑠‘𝐹) ∈ 𝑇 ∧ 𝑂 ∈ 𝐸)))
29	25, 28	syl5ibrcom 250	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) ∧ 𝑠 ∈ 𝐸) → ((𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂) → (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸)))
30	29	rexlimdva 3163	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂) → (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸)))
31	30	pm4.71rd 572	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂) ↔ ((𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸) ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))))
32		velsn 4599	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 ∈ {𝑂} ↔ 𝑡 = 𝑂)
33	32	anbi2i 635	. . . . . . . 8 ⊢ ((∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}) ↔ (∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))
34		r19.41v 3192	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂) ↔ (∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))
35	33, 34	bitr4i 281	. . . . . . 7 ⊢ ((∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}) ↔ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))
36		df-3an 1105	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂)) ↔ ((𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸) ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂)))
37	31, 35, 36	3bitr4g 317	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → ((∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}) ↔ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))))
38	19, 37	bitrd 282	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → ((𝑓 ∈ (((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) ∧ 𝑡 ∈ {𝑂}) ↔ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))))
39	15, 38	bitrid 286	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (⟨𝑓, 𝑡⟩ ∈ ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂}) ↔ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))))
40	14, 39	opabbi2dv 5823	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → ((((DIsoA‘𝐾)‘𝑊)‘(𝑅‘𝐹)) × {𝑂}) = {⟨𝑓, 𝑡⟩ ∣ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))})
41	13, 40	eqtrd 2795	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝐼‘(𝑅‘𝐹)) = {⟨𝑓, 𝑡⟩ ∣ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))})
42		eqeq1 2764	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = ⟨𝑓, 𝑡⟩ → (𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩ ↔ ⟨𝑓, 𝑡⟩ = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩))
43		vex 3454	. . . . . 6 ⊢ 𝑓 ∈ V
44		vex 3454	. . . . . 6 ⊢ 𝑡 ∈ V
45	43, 44	opth 5444	. . . . 5 ⊢ (⟨𝑓, 𝑡⟩ = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩ ↔ (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))
46	42, 45	bitrdi 290	. . . 4 ⊢ (𝑔 = ⟨𝑓, 𝑡⟩ → (𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩ ↔ (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂)))
47	46	rexbidv 3186	. . 3 ⊢ (𝑔 = ⟨𝑓, 𝑡⟩ → (∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩ ↔ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂)))
48	47	rabxp 5695	. 2 ⊢ {𝑔 ∈ (𝑇 × 𝐸) ∣ ∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩} = {⟨𝑓, 𝑡⟩ ∣ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝐸 ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐸 (𝑓 = (𝑠‘𝐹) ∧ 𝑡 = 𝑂))}
49	41, 48	eqtr4di 2813	1 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝑇) → (𝐼‘(𝑅‘𝐹)) = {𝑔 ∈ (𝑇 × 𝐸) ∣ ∃𝑠 ∈ 𝐸 𝑔 = ⟨(𝑠‘𝐹), 𝑂⟩})

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3086  {crab 3412  {csn 4583  ⟨cop 4589   class class class wbr 5102  {copab 5166   ↦ cmpt 5185   I cid 5541   × cxp 5645   ↾ cres 5649  ‘cfv 6527  Basecbs 17349  lecple 17397  HLchlt 40327  LHypclh 40961  LTrncltrn 41078  trLctrl 41135  TEndoctendo 41729  DIsoAcdia 42005  DIsoBcdib 42115

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-riotaBAD 39930

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5542  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-undef 8268  df-map 8827  df-proset 18430  df-poset 18449  df-plt 18464  df-lub 18480  df-glb 18481  df-join 18482  df-meet 18483  df-p0 18559  df-p1 18560  df-lat 18568  df-clat 18635  df-oposet 40153  df-ol 40155  df-oml 40156  df-covers 40243  df-ats 40244  df-atl 40275  df-cvlat 40299  df-hlat 40328  df-llines 40475  df-lplanes 40476  df-lvols 40477  df-lines 40478  df-psubsp 40480  df-pmap 40481  df-padd 40773  df-lhyp 40965  df-laut 40966  df-ldil 41081  df-ltrn 41082  df-trl 41136  df-tendo 41732  df-disoa 42006  df-dib 42116

This theorem is used by:  dib1dim2  42145