Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  eqlkr3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem eqlkr3 39875
Description: Two functionals with the same kernel are equal if they are equal at any nonzero value. (Contributed by NM, 2-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
eqlkr3.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
eqlkr3.s 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
eqlkr3.r 𝑅 = (Base‘𝑆)
eqlkr3.o 0 = (0g𝑆)
eqlkr3.f 𝐹 = (LFnl‘𝑊)
eqlkr3.k 𝐾 = (LKer‘𝑊)
eqlkr3.w (𝜑𝑊 ∈ LVec)
eqlkr3.x (𝜑𝑋𝑉)
eqlkr3.g (𝜑𝐺𝐹)
eqlkr3.h (𝜑𝐻𝐹)
eqlkr3.e (𝜑 → (𝐾𝐺) = (𝐾𝐻))
eqlkr3.a (𝜑 → (𝐺𝑋) = (𝐻𝑋))
eqlkr3.n (𝜑 → (𝐺𝑋) ≠ 0 )
Assertion
Ref Expression
eqlkr3 (𝜑𝐺 = 𝐻)

Proof of Theorem eqlkr3
Dummy variables 𝑥 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqlkr3.w . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
2 eqlkr3.g . . . 4 (𝜑𝐺𝐹)
3 eqlkr3.s . . . . 5 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
4 eqlkr3.r . . . . 5 𝑅 = (Base‘𝑆)
5 eqlkr3.v . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 eqlkr3.f . . . . 5 𝐹 = (LFnl‘𝑊)
73, 4, 5, 6lflf 39837 . . . 4 ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹) → 𝐺:𝑉𝑅)
81, 2, 7syl2anc 595 . . 3 (𝜑𝐺:𝑉𝑅)
98ffnd 6706 . 2 (𝜑𝐺 Fn 𝑉)
10 eqlkr3.h . . . 4 (𝜑𝐻𝐹)
113, 4, 5, 6lflf 39837 . . . 4 ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐻𝐹) → 𝐻:𝑉𝑅)
121, 10, 11syl2anc 595 . . 3 (𝜑𝐻:𝑉𝑅)
1312ffnd 6706 . 2 (𝜑𝐻 Fn 𝑉)
14 eqlkr3.e . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐾𝐺) = (𝐾𝐻))
15 eqid 2763 . . . . . . . 8 (.r𝑆) = (.r𝑆)
16 eqlkr3.k . . . . . . . 8 𝐾 = (LKer‘𝑊)
173, 4, 15, 5, 6, 16eqlkr 39873 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐺𝐹𝐻𝐹) ∧ (𝐾𝐺) = (𝐾𝐻)) → ∃𝑟𝑅𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟))
181, 2, 10, 14, 17syl121anc 1402 . . . . . 6 (𝜑 → ∃𝑟𝑅𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟))
19 eqlkr3.x . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋𝑉)
2019adantr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑟𝑅) → 𝑋𝑉)
21 fveq2 6881 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑋 → (𝐻𝑥) = (𝐻𝑋))
22 fveq2 6881 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑋 → (𝐺𝑥) = (𝐺𝑋))
2322oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟))
2421, 23eqeq12d 2779 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) ↔ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)))
2524rspcv 3577 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝑉 → (∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) → (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)))
2620, 25syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑟𝑅) → (∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) → (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)))
27 eqlkr3.a . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐺𝑋) = (𝐻𝑋))
2827adantr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑟𝑅) → (𝐺𝑋) = (𝐻𝑋))
2928adantr 485 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → (𝐺𝑋) = (𝐻𝑋))
30 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟))
3129, 30eqtr2d 2799 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟) = (𝐺𝑋))
3231oveq2d 7426 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) = (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋)))
333lvecdrng 21226 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ LVec → 𝑆 ∈ DivRing)
341, 33syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑆 ∈ DivRing)
3534adantr 485 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑟𝑅) → 𝑆 ∈ DivRing)
363, 4, 5, 6lflcl 39838 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹𝑋𝑉) → (𝐺𝑋) ∈ 𝑅)
371, 2, 19, 36syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐺𝑋) ∈ 𝑅)
3837adantr 485 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑟𝑅) → (𝐺𝑋) ∈ 𝑅)
39 eqlkr3.n . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐺𝑋) ≠ 0 )
4039adantr 485 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑟𝑅) → (𝐺𝑋) ≠ 0 )
41 eqlkr3.o . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 = (0g𝑆)
42 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1r𝑆) = (1r𝑆)
43 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invr𝑆) = (invr𝑆)
444, 41, 15, 42, 43drnginvrl 20860 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑆 ∈ DivRing ∧ (𝐺𝑋) ∈ 𝑅 ∧ (𝐺𝑋) ≠ 0 ) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋)) = (1r𝑆))
4535, 38, 40, 44syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑟𝑅) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋)) = (1r𝑆))
4645oveq1d 7425 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑟𝑅) → ((((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋))(.r𝑆)𝑟) = ((1r𝑆)(.r𝑆)𝑟))
47 lveclmod 21227 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
481, 47syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
493lmodring 20989 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ LMod → 𝑆 ∈ Ring)
5048, 49syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
5150adantr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑟𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
524, 41, 43drnginvrcl 20857 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑆 ∈ DivRing ∧ (𝐺𝑋) ∈ 𝑅 ∧ (𝐺𝑋) ≠ 0 ) → ((invr𝑆)‘(𝐺𝑋)) ∈ 𝑅)
5335, 38, 40, 52syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑟𝑅) → ((invr𝑆)‘(𝐺𝑋)) ∈ 𝑅)
54 simpr 489 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑟𝑅) → 𝑟𝑅)
554, 15ringass 20330 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Ring ∧ (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋)) ∈ 𝑅 ∧ (𝐺𝑋) ∈ 𝑅𝑟𝑅)) → ((((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋))(.r𝑆)𝑟) = (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)))
5651, 53, 38, 54, 55syl13anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑟𝑅) → ((((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋))(.r𝑆)𝑟) = (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)))
574, 15, 42ringlidm 20348 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Ring ∧ 𝑟𝑅) → ((1r𝑆)(.r𝑆)𝑟) = 𝑟)
5851, 54, 57syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑟𝑅) → ((1r𝑆)(.r𝑆)𝑟) = 𝑟)
5946, 56, 583eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑟𝑅) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) = 𝑟)
6059adantr 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) = 𝑟)
6145adantr 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → (((invr𝑆)‘(𝐺𝑋))(.r𝑆)(𝐺𝑋)) = (1r𝑆))
6232, 60, 613eqtr3d 2806 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑟𝑅) ∧ (𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟)) → 𝑟 = (1r𝑆))
6362ex 417 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑟𝑅) → ((𝐻𝑋) = ((𝐺𝑋)(.r𝑆)𝑟) → 𝑟 = (1r𝑆)))
6426, 63syld 48 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑟𝑅) → (∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) → 𝑟 = (1r𝑆)))
6564ancrd 560 . . . . . . 7 ((𝜑𝑟𝑅) → (∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) → (𝑟 = (1r𝑆) ∧ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟))))
6665reximdva 3178 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑟𝑅𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) → ∃𝑟𝑅 (𝑟 = (1r𝑆) ∧ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟))))
6718, 66mpd 16 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑟𝑅 (𝑟 = (1r𝑆) ∧ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟)))
684, 42ringidcl 20344 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ Ring → (1r𝑆) ∈ 𝑅)
6950, 68syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (1r𝑆) ∈ 𝑅)
70 oveq2 7418 . . . . . . . . 9 (𝑟 = (1r𝑆) → ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆)))
7170eqeq2d 2774 . . . . . . . 8 (𝑟 = (1r𝑆) → ((𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) ↔ (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆))))
7271ralbidv 3188 . . . . . . 7 (𝑟 = (1r𝑆) → (∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟) ↔ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆))))
7372ceqsrexv 3614 . . . . . 6 ((1r𝑆) ∈ 𝑅 → (∃𝑟𝑅 (𝑟 = (1r𝑆) ∧ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟)) ↔ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆))))
7469, 73syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (∃𝑟𝑅 (𝑟 = (1r𝑆) ∧ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)𝑟)) ↔ ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆))))
7567, 74mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝑉 (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆)))
7675r19.21bi 3257 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝐻𝑥) = ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆)))
7748adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑊 ∈ LMod)
7877, 49syl 18 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑆 ∈ Ring)
791adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑊 ∈ LVec)
802adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝐺𝐹)
81 simpr 489 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑥𝑉)
823, 4, 5, 6lflcl 39838 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹𝑥𝑉) → (𝐺𝑥) ∈ 𝑅)
8379, 80, 81, 82syl3anc 1398 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝐺𝑥) ∈ 𝑅)
844, 15, 42ringridm 20349 . . . 4 ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐺𝑥) ∈ 𝑅) → ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆)) = (𝐺𝑥))
8578, 83, 84syl2anc 595 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝐺𝑥)(.r𝑆)(1r𝑆)) = (𝐺𝑥))
8676, 85eqtr2d 2799 . 2 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝐺𝑥) = (𝐻𝑥))
879, 13, 86eqfnfvd 7028 1 (𝜑𝐺 = 𝐻)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wne 2958  wral 3079  wrex 3089  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  Basecbs 17264  .rcmulr 17306  Scalarcsca 17308  0gc0g 17487  1rcur 20258  Ringcrg 20310  invrcinvr 20465  DivRingcdr 20827  LModclmod 20981  LVecclvec 21223  LFnlclfn 39831  LKerclk 39859
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-tpos 8218  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-0g 17489  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-sbg 19000  df-cmn 19847  df-abl 19848  df-mgp 20212  df-rng 20226  df-ur 20259  df-ring 20312  df-oppr 20415  df-dvdsr 20435  df-unit 20436  df-invr 20466  df-drng 20829  df-lmod 20983  df-lvec 21224  df-lfl 39832  df-lkr 39860
This theorem is referenced by:  lcfl6lem  42272
  Copyright terms: Public domain W3C validator