Theorem dihatexv2 42213

Description: There is a nonzero vector that maps to every lattice atom. (Contributed by NM, 17-Aug-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
dihatexv2.a	⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
dihatexv2.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
dihatexv2.u	⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
dihatexv2.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
dihatexv2.o	⊢ 0 = (0g‘𝑈)
dihatexv2.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
dihatexv2.i	⊢ 𝐼 = ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊)
dihatexv2.k	⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))

Assertion

Ref	Expression
dihatexv2	⊢ (𝜑 → (𝑄 ∈ 𝐴 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐼   𝑥,𝐾   𝑥,𝑁   𝑥,𝑄   𝑥,𝑉   𝑥,𝑊   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝑈(𝑥)   𝐻(𝑥)   0 (𝑥)

Proof of Theorem dihatexv2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
2		dihatexv2.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
3	1, 2	atbase 40163	. . 3 ⊢ (𝑄 ∈ 𝐴 → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾))
4	3	anim2i 629	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ 𝐴) → (𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)))
5		dihatexv2.k	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
6	5	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
7		eldifi 4078	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }) → 𝑥 ∈ 𝑉)
8		dihatexv2.h	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
9		dihatexv2.u	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
10		dihatexv2.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
11		dihatexv2.n	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
12		dihatexv2.i	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 = ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊)
13	8, 9, 10, 11, 12	dihlsprn 42205	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑥}) ∈ ran 𝐼)
14	5, 7, 13	syl2an 608	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝑁‘{𝑥}) ∈ ran 𝐼)
15	1, 8, 12	dihcnvcl 42145	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑁‘{𝑥}) ∈ ran 𝐼) → (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) ∈ (Base‘𝐾))
16	6, 14, 15	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) ∈ (Base‘𝐾))
17		eleq1a 2855	. . . . 5 ⊢ ((◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) ∈ (Base‘𝐾) → (𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)))
18	16, 17	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)))
19	18	rexlimdva 3163	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)))
20	19	imdistani 579	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) → (𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)))
21		dihatexv2.o	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘𝑈)
22	5	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
23		simpr 490	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾))
24	1, 2, 8, 9, 10, 21, 11, 12, 22, 23	dihatexv 42212	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) → (𝑄 ∈ 𝐴 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })(𝐼‘𝑄) = (𝑁‘{𝑥})))
25	22	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
26	22, 7, 13	syl2an 608	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝑁‘{𝑥}) ∈ ran 𝐼)
27	8, 12	dihcnvid2 42147	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑁‘{𝑥}) ∈ ran 𝐼) → (𝐼‘(◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) = (𝑁‘{𝑥}))
28	25, 26, 27	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (𝐼‘(◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) = (𝑁‘{𝑥}))
29	28	eqeq2d 2771	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((𝐼‘𝑄) = (𝐼‘(◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) ↔ (𝐼‘𝑄) = (𝑁‘{𝑥})))
30		simplr 781	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → 𝑄 ∈ (Base‘𝐾))
31	25, 26, 15	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) ∈ (Base‘𝐾))
32	1, 8, 12	dih11 42139	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾) ∧ (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥})) ∈ (Base‘𝐾)) → ((𝐼‘𝑄) = (𝐼‘(◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) ↔ 𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))
33	25, 30, 31, 32	syl3anc 1398	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((𝐼‘𝑄) = (𝐼‘(◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))) ↔ 𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))
34	29, 33	bitr3d 284	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ 𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })) → ((𝐼‘𝑄) = (𝑁‘{𝑥}) ↔ 𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))
35	34	rexbidva 3184	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) → (∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })(𝐼‘𝑄) = (𝑁‘{𝑥}) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))
36	24, 35	bitrd 282	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝐾)) → (𝑄 ∈ 𝐴 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))
37	4, 20, 36	pm5.21nd 814	1 ⊢ (𝜑 → (𝑄 ∈ 𝐴 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })𝑄 = (◡𝐼‘(𝑁‘{𝑥}))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3086   ∖ cdif 3896  {csn 4584  ^◡ccnv 5654  ran crn 5656  ‘cfv 6533  Basecbs 17302  0_gc0g 17525  LSpanclspn 21156  Atomscatm 40137  HLchlt 40224  LHypclh 40858  DVecHcdvh 41952  DIsoHcdih 42102

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 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-riotaBAD 39827

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-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-tpos 8225  df-undef 8272  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-er 8697  df-map 8829  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-fz 13563  df-struct 17240  df-sets 17257  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-ress 17324  df-plusg 17356  df-mulr 17357  df-sca 17359  df-vsca 17360  df-0g 17527  df-proset 18383  df-poset 18402  df-plt 18417  df-lub 18433  df-glb 18434  df-join 18435  df-meet 18436  df-p0 18512  df-p1 18513  df-lat 18521  df-clat 18588  df-mgm 18731  df-sgrp 18822  df-mnd 18838  df-submnd 18893  df-grp 19061  df-minusg 19062  df-sbg 19063  df-subg 19247  df-cntz 19445  df-lsm 19764  df-cmn 19910  df-abl 19911  df-mgp 20275  df-rng 20289  df-ur 20322  df-ring 20375  df-oppr 20479  df-dvdsr 20499  df-unit 20500  df-invr 20530  df-dvr 20543  df-drng 20893  df-lmod 21047  df-lss 21117  df-lsp 21157  df-lvec 21288  df-lsatoms 39850  df-oposet 40050  df-ol 40052  df-oml 40053  df-covers 40140  df-ats 40141  df-atl 40172  df-cvlat 40196  df-hlat 40225  df-llines 40372  df-lplanes 40373  df-lvols 40374  df-lines 40375  df-psubsp 40377  df-pmap 40378  df-padd 40670  df-lhyp 40862  df-laut 40863  df-ldil 40978  df-ltrn 40979  df-trl 41033  df-tendo 41629  df-edring 41631  df-disoa 41903  df-dvech 41953  df-dib 42013  df-dic 42047  df-dih 42103

This theorem is used by:  djhcvat42  42289