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

Theorem dochshpncl 37340
Description: If a hyperplane is not closed, its closure equals the vector space. (Contributed by NM, 29-Oct-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
dochshpncl.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
dochshpncl.o = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
dochshpncl.u 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
dochshpncl.v 𝑉 = (Base‘𝑈)
dochshpncl.y 𝑌 = (LSHyp‘𝑈)
dochshpncl.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
dochshpncl.x (𝜑𝑋𝑌)
Assertion
Ref Expression
dochshpncl (𝜑 → (( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋 ↔ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉))

Proof of Theorem dochshpncl
Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dochshpncl.x . . . . . 6 (𝜑𝑋𝑌)
2 dochshpncl.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑈)
3 eqid 2765 . . . . . . 7 (LSpan‘𝑈) = (LSpan‘𝑈)
4 eqid 2765 . . . . . . 7 (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
5 eqid 2765 . . . . . . 7 (LSSum‘𝑈) = (LSSum‘𝑈)
6 dochshpncl.y . . . . . . 7 𝑌 = (LSHyp‘𝑈)
7 dochshpncl.h . . . . . . . 8 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
8 dochshpncl.u . . . . . . . 8 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
9 dochshpncl.k . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
107, 8, 9dvhlmod 37066 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 ∈ LMod)
112, 3, 4, 5, 6, 10islshpsm 34936 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋𝑌 ↔ (𝑋 ∈ (LSubSp‘𝑈) ∧ 𝑋𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉)))
121, 11mpbid 223 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 ∈ (LSubSp‘𝑈) ∧ 𝑋𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉))
1312simp3d 1174 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑣𝑉 (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉)
1413adantr 472 . . 3 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) → ∃𝑣𝑉 (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉)
15 id 22 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣𝑉) → (𝜑𝑣𝑉))
1615adantlr 706 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉) → (𝜑𝑣𝑉))
17163adant3 1162 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → (𝜑𝑣𝑉))
184, 6, 10, 1lshplss 34937 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋 ∈ (LSubSp‘𝑈))
192, 4lssss 19206 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ (LSubSp‘𝑈) → 𝑋𝑉)
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋𝑉)
21 dochshpncl.o . . . . . . . . . . 11 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
227, 8, 2, 21dochocss 37322 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ 𝑋𝑉) → 𝑋 ⊆ ( ‘( 𝑋)))
239, 20, 22syl2anc 579 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋 ⊆ ( ‘( 𝑋)))
2423adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) → 𝑋 ⊆ ( ‘( 𝑋)))
25243ad2ant1 1163 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → 𝑋 ⊆ ( ‘( 𝑋)))
26 simp1r 1255 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋)
2726necomd 2992 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → 𝑋 ≠ ( ‘( 𝑋)))
28 df-pss 3748 . . . . . . 7 (𝑋 ⊊ ( ‘( 𝑋)) ↔ (𝑋 ⊆ ( ‘( 𝑋)) ∧ 𝑋 ≠ ( ‘( 𝑋))))
2925, 27, 28sylanbrc 578 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → 𝑋 ⊊ ( ‘( 𝑋)))
307, 8, 2, 21dochssv 37311 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ 𝑋𝑉) → ( 𝑋) ⊆ 𝑉)
319, 20, 30syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 𝑋) ⊆ 𝑉)
327, 8, 2, 21dochssv 37311 . . . . . . . . . 10 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ ( 𝑋) ⊆ 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ⊆ 𝑉)
339, 31, 32syl2anc 579 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( ‘( 𝑋)) ⊆ 𝑉)
3433adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) → ( ‘( 𝑋)) ⊆ 𝑉)
35343ad2ant1 1163 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ⊆ 𝑉)
36 simp3 1168 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉)
3735, 36sseqtr4d 3802 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ⊆ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
389adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣𝑉) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
397, 8, 38dvhlvec 37065 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣𝑉) → 𝑈 ∈ LVec)
4018adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣𝑉) → 𝑋 ∈ (LSubSp‘𝑈))
417, 8, 2, 4, 21dochlss 37310 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻) ∧ ( 𝑋) ⊆ 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
429, 31, 41syl2anc 579 . . . . . . . 8 (𝜑 → ( ‘( 𝑋)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
4342adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
44 simpr 477 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣𝑉) → 𝑣𝑉)
452, 4, 3, 5, 39, 40, 43, 44lsmcv 19414 . . . . . 6 (((𝜑𝑣𝑉) ∧ 𝑋 ⊊ ( ‘( 𝑋)) ∧ ( ‘( 𝑋)) ⊆ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → ( ‘( 𝑋)) = (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
4617, 29, 37, 45syl3anc 1490 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) = (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
4746, 36eqtrd 2799 . . . 4 (((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) ∧ 𝑣𝑉 ∧ (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) = 𝑉)
4847rexlimdv3a 3180 . . 3 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) → (∃𝑣𝑉 (𝑋(LSSum‘𝑈)((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = 𝑉 → ( ‘( 𝑋)) = 𝑉))
4914, 48mpd 15 . 2 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋) → ( ‘( 𝑋)) = 𝑉)
50 simpr 477 . . 3 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) = 𝑉)
512, 6, 10, 1lshpne 34938 . . . . 5 (𝜑𝑋𝑉)
5251adantr 472 . . . 4 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉) → 𝑋𝑉)
5352necomd 2992 . . 3 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉) → 𝑉𝑋)
5450, 53eqnetrd 3004 . 2 ((𝜑 ∧ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉) → ( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋)
5549, 54impbida 835 1 (𝜑 → (( ‘( 𝑋)) ≠ 𝑋 ↔ ( ‘( 𝑋)) = 𝑉))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wrex 3056  wss 3732  wpss 3733  {csn 4334  cfv 6068  (class class class)co 6842  Basecbs 16130  LSSumclsm 18313  LSubSpclss 19201  LSpanclspn 19243  LSHypclsh 34931  HLchlt 35306  LHypclh 35940  DVecHcdvh 37034  ocHcoch 37303
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-riotaBAD 34909
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-iin 4679  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-tpos 7555  df-undef 7602  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-fz 12534  df-struct 16132  df-ndx 16133  df-slot 16134  df-base 16136  df-sets 16137  df-ress 16138  df-plusg 16227  df-mulr 16228  df-sca 16230  df-vsca 16231  df-0g 16368  df-proset 17194  df-poset 17212  df-plt 17224  df-lub 17240  df-glb 17241  df-join 17242  df-meet 17243  df-p0 17305  df-p1 17306  df-lat 17312  df-clat 17374  df-mgm 17508  df-sgrp 17550  df-mnd 17561  df-submnd 17602  df-grp 17692  df-minusg 17693  df-sbg 17694  df-subg 17855  df-cntz 18013  df-lsm 18315  df-cmn 18461  df-abl 18462  df-mgp 18757  df-ur 18769  df-ring 18816  df-oppr 18890  df-dvdsr 18908  df-unit 18909  df-invr 18939  df-dvr 18950  df-drng 19018  df-lmod 19134  df-lss 19202  df-lsp 19244  df-lvec 19375  df-lsatoms 34932  df-lshyp 34933  df-oposet 35132  df-ol 35134  df-oml 35135  df-covers 35222  df-ats 35223  df-atl 35254  df-cvlat 35278  df-hlat 35307  df-llines 35454  df-lplanes 35455  df-lvols 35456  df-lines 35457  df-psubsp 35459  df-pmap 35460  df-padd 35752  df-lhyp 35944  df-laut 35945  df-ldil 36060  df-ltrn 36061  df-trl 36115  df-tendo 36711  df-edring 36713  df-disoa 36985  df-dvech 37035  df-dib 37095  df-dic 37129  df-dih 37185  df-doch 37304
This theorem is referenced by:  dochkrshp  37342  dochshpsat  37410
  Copyright terms: Public domain W3C validator