Theorem hdmaplkr 42707

Description: Kernel of the vector to dual map. Line 16 in [Holland95] p. 14. TODO: eliminate 𝐹 hypothesis. (Contributed by NM, 9-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
hdmaplkr.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
hdmaplkr.o	⊢ 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
hdmaplkr.u	⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
hdmaplkr.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
hdmaplkr.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
hdmaplkr.y	⊢ 𝑌 = (LKer‘𝑈)
hdmaplkr.s	⊢ 𝑆 = ((HDMap‘𝐾)‘𝑊)
hdmaplkr.k	⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
hdmaplkr.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
hdmaplkr	⊢ (𝜑 → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) = (𝑂‘{𝑋}))

Proof of Theorem hdmaplkr

Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq2 6881	. . . . 5 ⊢ (𝑋 = (0g‘𝑈) → (𝑆‘𝑋) = (𝑆‘(0g‘𝑈)))
2	1	fveq2d 6885	. . . 4 ⊢ (𝑋 = (0g‘𝑈) → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) = (𝑌‘(𝑆‘(0g‘𝑈))))
3		sneq 4599	. . . . 5 ⊢ (𝑋 = (0g‘𝑈) → {𝑋} = {(0g‘𝑈)})
4	3	fveq2d 6885	. . . 4 ⊢ (𝑋 = (0g‘𝑈) → (𝑂‘{𝑋}) = (𝑂‘{(0g‘𝑈)}))
5	2, 4	sseq12d 3970	. . 3 ⊢ (𝑋 = (0g‘𝑈) → ((𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ⊆ (𝑂‘{𝑋}) ↔ (𝑌‘(𝑆‘(0g‘𝑈))) ⊆ (𝑂‘{(0g‘𝑈)})))
6		hdmaplkr.h	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
7		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((LCDual‘𝐾)‘𝑊) = ((LCDual‘𝐾)‘𝑊)
8		hdmaplkr.k	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
9	6, 7, 8	lcdlmod 42386	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((LCDual‘𝐾)‘𝑊) ∈ LMod)
10		hdmaplkr.u	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
11		hdmaplkr.v	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
12		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) = (Base‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))
13		hdmaplkr.s	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = ((HDMap‘𝐾)‘𝑊)
14		hdmaplkr.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
15	6, 10, 11, 7, 12, 13, 8, 14	hdmapcl 42624	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝑋) ∈ (Base‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)))
16		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) = (LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))
17	12, 16	lspsnid 21114	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((LCDual‘𝐾)‘𝑊) ∈ LMod ∧ (𝑆‘𝑋) ∈ (Base‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))) → (𝑆‘𝑋) ∈ ((LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))‘{(𝑆‘𝑋)}))
18	9, 15, 17	syl2anc 595	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝑋) ∈ ((LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))‘{(𝑆‘𝑋)}))
19		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSpan‘𝑈) = (LSpan‘𝑈)
20		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((mapd‘𝐾)‘𝑊) = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
21	6, 10, 11, 19, 7, 16, 20, 13, 8, 14	hdmap10 42634	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((mapd‘𝐾)‘𝑊)‘((LSpan‘𝑈)‘{𝑋})) = ((LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))‘{(𝑆‘𝑋)}))
22		hdmaplkr.o	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
23		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LFnl‘𝑈) = (LFnl‘𝑈)
24		hdmaplkr.y	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑌 = (LKer‘𝑈)
25	6, 22, 20, 10, 11, 19, 23, 24, 8, 14	mapdsn 42435	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((mapd‘𝐾)‘𝑊)‘((LSpan‘𝑈)‘{𝑋})) = {𝑓 ∈ (LFnl‘𝑈) ∣ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓)})
26	21, 25	eqtr3d 2800	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((LSpan‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))‘{(𝑆‘𝑋)}) = {𝑓 ∈ (LFnl‘𝑈) ∣ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓)})
27	18, 26	eleqtrd 2865	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝑋) ∈ {𝑓 ∈ (LFnl‘𝑈) ∣ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓)})
28	6, 7, 12, 10, 23, 8, 15	lcdvbaselfl 42389	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝑋) ∈ (LFnl‘𝑈))
29		fveq2 6881	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓 = (𝑆‘𝑋) → (𝑌‘𝑓) = (𝑌‘(𝑆‘𝑋)))
30	29	sseq2d 3969	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = (𝑆‘𝑋) → ((𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓) ↔ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋))))
31	30	elrab3 3651	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆‘𝑋) ∈ (LFnl‘𝑈) → ((𝑆‘𝑋) ∈ {𝑓 ∈ (LFnl‘𝑈) ∣ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓)} ↔ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋))))
32	28, 31	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝑋) ∈ {𝑓 ∈ (LFnl‘𝑈) ∣ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘𝑓)} ↔ (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋))))
33	27, 32	mpbid 235	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋)))
34	33	adantr 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋)))
35		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (LSHyp‘𝑈) = (LSHyp‘𝑈)
36	6, 10, 8	dvhlvec 41903	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LVec)
37	36	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → 𝑈 ∈ LVec)
38		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑈) = (0g‘𝑈)
39	8	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
40	14	anim1i 626	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)))
41		eldifsn 4753	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ (𝑉 ∖ {(0g‘𝑈)}) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)))
42	40, 41	sylibr 237	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → 𝑋 ∈ (𝑉 ∖ {(0g‘𝑈)}))
43	6, 22, 10, 11, 38, 35, 39, 42	dochsnshp 42247	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑂‘{𝑋}) ∈ (LSHyp‘𝑈))
44	28	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑆‘𝑋) ∈ (LFnl‘𝑈))
45		eqid 2763	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑈)
46		eqid 2763	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘(Scalar‘𝑈)) = (0g‘(Scalar‘𝑈))
47		eqid 2763	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) = (0g‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊))
48	6, 10, 11, 45, 46, 7, 47, 8	lcd0v 42405	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (0g‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) = (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))}))
49	48	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝑋) = (0g‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) ↔ (𝑆‘𝑋) = (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))})))
50	6, 10, 11, 38, 7, 47, 13, 8, 14	hdmapeq0 42638	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝑋) = (0g‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)) ↔ 𝑋 = (0g‘𝑈)))
51	49, 50	bitr3d 284	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝑋) = (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))}) ↔ 𝑋 = (0g‘𝑈)))
52	51	necon3bid 3002	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝑋) ≠ (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))}) ↔ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)))
53	52	biimpar 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑆‘𝑋) ≠ (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))}))
54	11, 45, 46, 35, 23, 24	lkrshp 39899	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ LVec ∧ (𝑆‘𝑋) ∈ (LFnl‘𝑈) ∧ (𝑆‘𝑋) ≠ (𝑉 × {(0g‘(Scalar‘𝑈))})) → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ∈ (LSHyp‘𝑈))
55	37, 44, 53, 54	syl3anc 1398	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ∈ (LSHyp‘𝑈))
56	35, 37, 43, 55	lshpcmp 39782	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → ((𝑂‘{𝑋}) ⊆ (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ↔ (𝑂‘{𝑋}) = (𝑌‘(𝑆‘𝑋))))
57	34, 56	mpbid 235	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑂‘{𝑋}) = (𝑌‘(𝑆‘𝑋)))
58		eqimss2 3996	. . . 4 ⊢ ((𝑂‘{𝑋}) = (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ⊆ (𝑂‘{𝑋}))
59	57, 58	syl 18	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑈)) → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ⊆ (𝑂‘{𝑋}))
60	6, 10, 8	dvhlmod 41904	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
61	11, 38	lmod0vcl 21012	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 ∈ LMod → (0g‘𝑈) ∈ 𝑉)
62	60, 61	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑈) ∈ 𝑉)
63	6, 10, 11, 7, 12, 13, 8, 62	hdmapcl 42624	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘(0g‘𝑈)) ∈ (Base‘((LCDual‘𝐾)‘𝑊)))
64	6, 7, 12, 10, 23, 8, 63	lcdvbaselfl 42389	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘(0g‘𝑈)) ∈ (LFnl‘𝑈))
65	11, 23, 24, 60, 64	lkrssv 39890	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑌‘(𝑆‘(0g‘𝑈))) ⊆ 𝑉)
66	6, 10, 22, 11, 38	doch0 42152	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) → (𝑂‘{(0g‘𝑈)}) = 𝑉)
67	8, 66	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑂‘{(0g‘𝑈)}) = 𝑉)
68	65, 67	sseqtrrd 3974	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑌‘(𝑆‘(0g‘𝑈))) ⊆ (𝑂‘{(0g‘𝑈)}))
69	5, 59, 68	pm2.61ne 3043	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) ⊆ (𝑂‘{𝑋}))
70	69, 33	eqssd 3954	1 ⊢ (𝜑 → (𝑌‘(𝑆‘𝑋)) = (𝑂‘{𝑋}))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  {crab 3416   ∖ cdif 3902   ⊆ wss 3905  {csn 4589   × cxp 5659  ‘cfv 6536  Basecbs 17264  Scalarcsca 17308  0_gc0g 17487  LModclmod 20981  LSpanclspn 21092  LVecclvec 21223  LSHypclsh 39769  LFnlclfn 39851  LKerclk 39879  HLchlt 40144  LHypclh 40778  DVecHcdvh 41872  ocHcoch 42141  LCDualclcd 42380  mapdcmpd 42418  HDMapchdma 42586

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  ax-riotaBAD 39747

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-tp 4594  df-op 4596  df-ot 4598  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  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-of 7674  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-tpos 8218  df-undef 8265  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  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-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-n0 12500  df-z 12587  df-uz 12858  df-fz 13531  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-0g 17489  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-proset 18345  df-poset 18364  df-plt 18379  df-lub 18395  df-glb 18396  df-join 18397  df-meet 18398  df-p0 18474  df-p1 18475  df-lat 18483  df-clat 18550  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-submnd 18837  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-sbg 19000  df-subg 19184  df-cntz 19382  df-oppg 19411  df-lsm 19701  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-dvr 20479  df-nzr 20610  df-rlreg 20793  df-domn 20794  df-drng 20829  df-lmod 20983  df-lss 21053  df-lsp 21093  df-lvec 21224  df-lsatoms 39770  df-lshyp 39771  df-lcv 39813  df-lfl 39852  df-lkr 39880  df-ldual 39918  df-oposet 39970  df-ol 39972  df-oml 39973  df-covers 40060  df-ats 40061  df-atl 40092  df-cvlat 40116  df-hlat 40145  df-llines 40292  df-lplanes 40293  df-lvols 40294  df-lines 40295  df-psubsp 40297  df-pmap 40298  df-padd 40590  df-lhyp 40782  df-laut 40783  df-ldil 40898  df-ltrn 40899  df-trl 40953  df-tgrp 41537  df-tendo 41549  df-edring 41551  df-dveca 41797  df-disoa 41823  df-dvech 41873  df-dib 41933  df-dic 41967  df-dih 42023  df-doch 42142  df-djh 42189  df-lcdual 42381  df-mapd 42419  df-hvmap 42551  df-hdmap1 42587  df-hdmap 42588

This theorem is referenced by:  hdmapellkr  42708  hdmapip0  42709  hdmapinvlem1  42712