Theorem dochkrshp 42050

Description: The closure of a kernel is a hyperplane iff it doesn't contain all vectors. (Contributed by NM, 1-Nov-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
dochkrshp.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
dochkrshp.o	⊢ ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
dochkrshp.u	⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
dochkrshp.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
dochkrshp.y	⊢ 𝑌 = (LSHyp‘𝑈)
dochkrshp.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
dochkrshp.l	⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
dochkrshp.k	⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
dochkrshp.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)

Assertion

Ref	Expression
dochkrshp	⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 ↔ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌))

Proof of Theorem dochkrshp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 489	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺)) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺))
2		dochkrshp.h	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
3		dochkrshp.o	. . . . . . . 8 ⊢ ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
4		dochkrshp.u	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
5		dochkrshp.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
6		dochkrshp.y	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑌 = (LSHyp‘𝑈)
7		dochkrshp.k	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
8	7	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺)) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
9		2fveq3 6887	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐿‘𝐺) = 𝑉 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = ( ⊥ ‘( ⊥ ‘𝑉)))
10	2, 4, 3, 5, 7	dochoc1 42025	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘𝑉)) = 𝑉)
11	9, 10	sylan9eqr 2826	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐿‘𝐺) = 𝑉) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = 𝑉)
12		simpr 489	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐿‘𝐺) = 𝑉) → (𝐿‘𝐺) = 𝑉)
13	11, 12	eqtr4d 2807	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐿‘𝐺) = 𝑉) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺))
14	13	ex 417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) = 𝑉 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺)))
15	14	necon3d 2985	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺) → (𝐿‘𝐺) ≠ 𝑉))
16		df-ne 2965	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐿‘𝐺) ≠ 𝑉 ↔ ¬ (𝐿‘𝐺) = 𝑉)
17		dochkrshp.f	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
18		dochkrshp.l	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
19	2, 4, 7	dvhlvec 41773	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LVec)
20		dochkrshp.g	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
21	5, 6, 17, 18, 19, 20	lkrshpor 39771	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌 ∨ (𝐿‘𝐺) = 𝑉))
22	21	orcomd 884	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) = 𝑉 ∨ (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌))
23	22	ord 877	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (¬ (𝐿‘𝐺) = 𝑉 → (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌))
24	16, 23	biimtrid 245	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) ≠ 𝑉 → (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌))
25	15, 24	syld 48	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺) → (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌))
26	25	imp 411	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺)) → (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌)
27	2, 3, 4, 5, 6, 8, 26	dochshpncl 42048	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺)) → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺) ↔ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = 𝑉))
28	1, 27	mpbid 235	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺)) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = 𝑉)
29	28	ex 417	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ (𝐿‘𝐺) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = 𝑉))
30	29	necon1d 2986	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺)))
31	11	ex 417	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) = 𝑉 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = 𝑉))
32	31	necon3ad 2977	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 → ¬ (𝐿‘𝐺) = 𝑉))
33	32, 23	syld 48	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 → (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌))
34	30, 33	jcad 521	. . 3 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺) ∧ (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌)))
35	2, 3, 4, 17, 6, 18, 7, 20	dochlkr 42049	. . 3 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌 ↔ (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺) ∧ (𝐿‘𝐺) ∈ 𝑌)))
36	34, 35	sylibrd 262	. 2 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌))
37	2, 4, 7	dvhlmod 41774	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
38	37	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌) → 𝑈 ∈ LMod)
39		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌)
40	5, 6, 38, 39	lshpne 39646	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉)
41	40	ex 417	. 2 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉))
42	36, 41	impbid 215	1 ⊢ (𝜑 → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 ↔ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ∈ 𝑌))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ‘cfv 6537  Basecbs 17269  LModclmod 20959  LSHypclsh 39639  LFnlclfn 39721  LKerclk 39749  HLchlt 40014  LHypclh 40648  DVecHcdvh 41742  ocHcoch 42011

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-riotaBAD 39617

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-tpos 8222  df-undef 8269  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-er 8694  df-map 8826  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-n0 12505  df-z 12592  df-uz 12863  df-fz 13536  df-struct 17207  df-sets 17224  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-ress 17291  df-plusg 17323  df-mulr 17324  df-sca 17326  df-vsca 17327  df-0g 17494  df-proset 18350  df-poset 18369  df-plt 18384  df-lub 18400  df-glb 18401  df-join 18402  df-meet 18403  df-p0 18479  df-p1 18480  df-lat 18488  df-clat 18555  df-mgm 18698  df-sgrp 18777  df-mnd 18793  df-submnd 18842  df-grp 19003  df-minusg 19004  df-sbg 19005  df-subg 19189  df-cntz 19387  df-lsm 19706  df-cmn 19852  df-abl 19853  df-mgp 20217  df-rng 20231  df-ur 20264  df-ring 20317  df-oppr 20419  df-dvdsr 20439  df-unit 20440  df-invr 20470  df-dvr 20483  df-drng 20815  df-lmod 20961  df-lss 21031  df-lsp 21071  df-lvec 21202  df-lsatoms 39640  df-lshyp 39641  df-lfl 39722  df-lkr 39750  df-oposet 39840  df-ol 39842  df-oml 39843  df-covers 39930  df-ats 39931  df-atl 39962  df-cvlat 39986  df-hlat 40015  df-llines 40162  df-lplanes 40163  df-lvols 40164  df-lines 40165  df-psubsp 40167  df-pmap 40168  df-padd 40460  df-lhyp 40652  df-laut 40653  df-ldil 40768  df-ltrn 40769  df-trl 40823  df-tendo 41419  df-edring 41421  df-disoa 41693  df-dvech 41743  df-dib 41803  df-dic 41837  df-dih 41893  df-doch 42012

This theorem is referenced by:  dochkrshp2  42051  dochkrsat  42119