Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dimval Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dimval 34215
Description: The dimension of a vector space 𝐹 is the cardinality of one of its bases. (Contributed by Thierry Arnoux, 6-May-2023.)
Hypothesis
Ref Expression
dimval.1 𝐽 = (LBasis‘𝐹)
Assertion
Ref Expression
dimval ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → (dim‘𝐹) = (♯‘𝑆))

Proof of Theorem dimval
Dummy variables 𝑡 𝑥 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 3472 . . . 4 (𝐹 ∈ LVec → 𝐹 ∈ V)
2 fveq2 6877 . . . . . . . 8 (𝑓 = 𝐹 → (LBasis‘𝑓) = (LBasis‘𝐹))
3 dimval.1 . . . . . . . 8 𝐽 = (LBasis‘𝐹)
42, 3eqtr4di 2814 . . . . . . 7 (𝑓 = 𝐹 → (LBasis‘𝑓) = 𝐽)
54imaeq2d 6054 . . . . . 6 (𝑓 = 𝐹 → (♯ “ (LBasis‘𝑓)) = (♯ “ 𝐽))
65unieqd 4880 . . . . 5 (𝑓 = 𝐹 → ∪ (♯ “ (LBasis‘𝑓)) = ∪ (♯ “ 𝐽))
7 df-dim 34214 . . . . 5 dim = (𝑓 ∈ V ↦ ∪ (♯ “ (LBasis‘𝑓)))
8 hashf 14462 . . . . . . 7 ♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞})
9 ffun 6704 . . . . . . 7 (♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞}) → Fun ♯)
103fvexi 6891 . . . . . . . 8 𝐽 ∈ V
1110funimaex 6619 . . . . . . 7 (Fun ♯ → (♯ “ 𝐽) ∈ V)
128, 9, 11mp2b 10 . . . . . 6 (♯ “ 𝐽) ∈ V
1312uniex 7747 . . . . 5 ∪ (♯ “ 𝐽) ∈ V
146, 7, 13fvmpt 6985 . . . 4 (𝐹 ∈ V → (dim‘𝐹) = ∪ (♯ “ 𝐽))
151, 14syl 18 . . 3 (𝐹 ∈ LVec → (dim‘𝐹) = ∪ (♯ “ 𝐽))
1615adantr 486 . 2 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → (dim‘𝐹) = ∪ (♯ “ 𝐽))
173lvecdim 21415 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑡)
1817ad4ant124 1192 . . . . . . . . 9 ((((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑡)
19 hasheni 14472 . . . . . . . . 9 (𝑆 ≈ 𝑡 → (♯‘𝑆) = (♯‘𝑡))
2018, 19syl 18 . . . . . . . 8 ((((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) → (♯‘𝑆) = (♯‘𝑡))
2120adantr 486 . . . . . . 7 (((((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) ∧ (♯‘𝑡) = 𝑥) → (♯‘𝑆) = (♯‘𝑡))
22 simpr 490 . . . . . . 7 (((((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) ∧ (♯‘𝑡) = 𝑥) → (♯‘𝑡) = 𝑥)
2321, 22eqtr2d 2797 . . . . . 6 (((((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) ∧ 𝑡 ∈ 𝐽) ∧ (♯‘𝑡) = 𝑥) → 𝑥 = (♯‘𝑆))
248, 9ax-mp 5 . . . . . . . 8 Fun ♯
25 fvelima 6942 . . . . . . . 8 ((Fun ♯ ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) → ∃𝑡 ∈ 𝐽 (♯‘𝑡) = 𝑥)
2624, 25mpan 703 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽) → ∃𝑡 ∈ 𝐽 (♯‘𝑡) = 𝑥)
2726adantl 487 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) → ∃𝑡 ∈ 𝐽 (♯‘𝑡) = 𝑥)
2823, 27r19.29a 3171 . . . . 5 (((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)) → 𝑥 = (♯‘𝑆))
2928ralrimiva 3155 . . . 4 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → ∀𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)𝑥 = (♯‘𝑆))
30 ne0i 4287 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ 𝐽 → 𝐽 ≠ ∅)
3130adantl 487 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → 𝐽 ≠ ∅)
32 ffn 6701 . . . . . . . . 9 (♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞}) → ♯ Fn V)
338, 32ax-mp 5 . . . . . . . 8 ♯ Fn V
34 ssv 3955 . . . . . . . 8 𝐽 ⊆ V
35 fnimaeq0 6664 . . . . . . . 8 ((♯ Fn V ∧ 𝐽 ⊆ V) → ((♯ “ 𝐽) = ∅ ↔ 𝐽 = ∅))
3633, 34, 35mp2an 705 . . . . . . 7 ((♯ “ 𝐽) = ∅ ↔ 𝐽 = ∅)
3736necon3bii 3008 . . . . . 6 ((♯ “ 𝐽) ≠ ∅ ↔ 𝐽 ≠ ∅)
3831, 37sylibr 237 . . . . 5 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → (♯ “ 𝐽) ≠ ∅)
39 eqsn 4790 . . . . 5 ((♯ “ 𝐽) ≠ ∅ → ((♯ “ 𝐽) = {(♯‘𝑆)} ↔ ∀𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)𝑥 = (♯‘𝑆)))
4038, 39syl 18 . . . 4 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → ((♯ “ 𝐽) = {(♯‘𝑆)} ↔ ∀𝑥 ∈ (♯ “ 𝐽)𝑥 = (♯‘𝑆)))
4129, 40mpbird 260 . . 3 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → (♯ “ 𝐽) = {(♯‘𝑆)})
4241unieqd 4880 . 2 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → ∪ (♯ “ 𝐽) = ∪ {(♯‘𝑆)})
43 fvex 6890 . . . 4 (♯‘𝑆) ∈ V
4443unisn 4886 . . 3 ∪ {(♯‘𝑆)} = (♯‘𝑆)
4544a1i 11 . 2 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → ∪ {(♯‘𝑆)} = (♯‘𝑆))
4616, 42, 453eqtrd 2800 1 ((𝐹 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽) → (dim‘𝐹) = (♯‘𝑆))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  Vcvv 3451   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584  ∪ cuni 4867   class class class wbr 5103   “ cima 5654  Fun wfun 6525   Fn wfn 6526  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531   ≈ cen 8954  +∞cpnf 11321  ℕ0cn0 12587  ♯chash 14454  LBasisclbs 21329  LVecclvec 21357  dimcldim 34213
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 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-reg 9570  ax-inf2 9626  ax-ac2 10522  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  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-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 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-tpos 8227  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-oi 9488  df-r1 9752  df-rank 9753  df-scott 9910  df-card 10001  df-acn 10004  df-ac 10176  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-xnn0 12661  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-fz 13621  df-hash 14455  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ocomp 17429  df-0g 17592  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-mri 17738  df-acs 17739  df-proset 18448  df-drs 18449  df-poset 18467  df-ipo 18682  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-sbg 19129  df-subg 19313  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-ring 20441  df-oppr 20547  df-dvdsr 20567  df-unit 20568  df-invr 20598  df-drng 20962  df-lmod 21117  df-lss 21187  df-lsp 21227  df-lbs 21330  df-lvec 21358  df-dim 34214
This theorem is used by:  dimcl  34217  lmimdim  34218  lvecdim0i  34220  lvecdim0  34221  lssdimle  34222  dimpropd  34223  rlmdim  34224  frlmdim  34225  lsatdim  34231  dimkerim  34241  fedgmul  34245  dimlssid  34246  extdg1id  34280  ccfldextdgrr  34286  fldextrspunlem1  34289  extdgfialglem1  34306
  Copyright terms: Public domain W3C validator