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

Theorem islshpsm 38480
Description: Hyperplane properties expressed with subspace sum. (Contributed by NM, 3-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
islshpsm.v 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
islshpsm.n 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
islshpsm.s 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
islshpsm.p βŠ• = (LSSumβ€˜π‘Š)
islshpsm.h 𝐻 = (LSHypβ€˜π‘Š)
islshpsm.w (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LMod)
Assertion
Ref Expression
islshpsm (πœ‘ β†’ (π‘ˆ ∈ 𝐻 ↔ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉)))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑆   𝑣,π‘ˆ   𝑣,𝑉   𝑣,π‘Š   πœ‘,𝑣
Allowed substitution hints:   βŠ• (𝑣)   𝐻(𝑣)   𝑁(𝑣)

Proof of Theorem islshpsm
StepHypRef Expression
1 islshpsm.w . . 3 (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LMod)
2 islshpsm.v . . . 4 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
3 islshpsm.n . . . 4 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
4 islshpsm.s . . . 4 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
5 islshpsm.h . . . 4 𝐻 = (LSHypβ€˜π‘Š)
62, 3, 4, 5islshp 38479 . . 3 (π‘Š ∈ LMod β†’ (π‘ˆ ∈ 𝐻 ↔ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉)))
71, 6syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘ˆ ∈ 𝐻 ↔ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉)))
81ad2antrr 724 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ π‘Š ∈ LMod)
9 simplrl 775 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ π‘ˆ ∈ 𝑆)
104, 3lspid 20868 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆) β†’ (π‘β€˜π‘ˆ) = π‘ˆ)
118, 9, 10syl2anc 582 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘β€˜π‘ˆ) = π‘ˆ)
1211uneq1d 4153 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ ((π‘β€˜π‘ˆ) βˆͺ (π‘β€˜{𝑣})) = (π‘ˆ βˆͺ (π‘β€˜{𝑣})))
1312fveq2d 6894 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘β€˜((π‘β€˜π‘ˆ) βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))) = (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))))
142, 4lssss 20822 . . . . . . . . . 10 (π‘ˆ ∈ 𝑆 β†’ π‘ˆ βŠ† 𝑉)
159, 14syl 17 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ π‘ˆ βŠ† 𝑉)
16 snssi 4805 . . . . . . . . . 10 (𝑣 ∈ 𝑉 β†’ {𝑣} βŠ† 𝑉)
1716adantl 480 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ {𝑣} βŠ† 𝑉)
182, 3lspun 20873 . . . . . . . . 9 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ βŠ† 𝑉 ∧ {𝑣} βŠ† 𝑉) β†’ (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = (π‘β€˜((π‘β€˜π‘ˆ) βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))))
198, 15, 17, 18syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = (π‘β€˜((π‘β€˜π‘ˆ) βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))))
202, 4, 3lspcl 20862 . . . . . . . . . 10 ((π‘Š ∈ LMod ∧ {𝑣} βŠ† 𝑉) β†’ (π‘β€˜{𝑣}) ∈ 𝑆)
218, 17, 20syl2anc 582 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘β€˜{𝑣}) ∈ 𝑆)
22 islshpsm.p . . . . . . . . . 10 βŠ• = (LSSumβ€˜π‘Š)
234, 3, 22lsmsp 20973 . . . . . . . . 9 ((π‘Š ∈ LMod ∧ π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ (π‘β€˜{𝑣}) ∈ 𝑆) β†’ (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))))
248, 9, 21, 23syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ (π‘β€˜{𝑣}))))
2513, 19, 243eqtr4rd 2776 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})))
2625eqeq1d 2727 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) β†’ ((π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉 ↔ (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉))
2726rexbidva 3167 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉)) β†’ (βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉 ↔ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉))
2827pm5.32da 577 . . . 4 (πœ‘ β†’ (((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉) ↔ ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉)))
2928bicomd 222 . . 3 (πœ‘ β†’ (((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉) ↔ ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉)))
30 df-3an 1086 . . 3 ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉) ↔ ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉))
31 df-3an 1086 . . 3 ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉) ↔ ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉) ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉))
3229, 30, 313bitr4g 313 . 2 (πœ‘ β†’ ((π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘β€˜(π‘ˆ βˆͺ {𝑣})) = 𝑉) ↔ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉)))
337, 32bitrd 278 1 (πœ‘ β†’ (π‘ˆ ∈ 𝐻 ↔ (π‘ˆ ∈ 𝑆 ∧ π‘ˆ β‰  𝑉 ∧ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 (π‘ˆ βŠ• (π‘β€˜{𝑣})) = 𝑉)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930  βˆƒwrex 3060   βˆͺ cun 3937   βŠ† wss 3939  {csn 4622  β€˜cfv 6541  (class class class)co 7414  Basecbs 17177  LSSumclsm 19591  LModclmod 20745  LSubSpclss 20817  LSpanclspn 20857  LSHypclsh 38475
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5357  ax-pr 5421  ax-un 7736  ax-cnex 11192  ax-resscn 11193  ax-1cn 11194  ax-icn 11195  ax-addcl 11196  ax-addrcl 11197  ax-mulcl 11198  ax-mulrcl 11199  ax-mulcom 11200  ax-addass 11201  ax-mulass 11202  ax-distr 11203  ax-i2m1 11204  ax-1ne0 11205  ax-1rid 11206  ax-rnegex 11207  ax-rrecex 11208  ax-cnre 11209  ax-pre-lttri 11210  ax-pre-lttrn 11211  ax-pre-ltadd 11212  ax-pre-mulgt0 11213
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4317  df-if 4523  df-pw 4598  df-sn 4623  df-pr 4625  df-op 4629  df-uni 4902  df-int 4943  df-iun 4991  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5568  df-eprel 5574  df-po 5582  df-so 5583  df-fr 5625  df-we 5627  df-xp 5676  df-rel 5677  df-cnv 5678  df-co 5679  df-dm 5680  df-rn 5681  df-res 5682  df-ima 5683  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7867  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8388  df-rdg 8427  df-er 8721  df-en 8961  df-dom 8962  df-sdom 8963  df-pnf 11278  df-mnf 11279  df-xr 11280  df-ltxr 11281  df-le 11282  df-sub 11474  df-neg 11475  df-nn 12241  df-2 12303  df-sets 17130  df-slot 17148  df-ndx 17160  df-base 17178  df-ress 17207  df-plusg 17243  df-0g 17420  df-mgm 18597  df-sgrp 18676  df-mnd 18692  df-submnd 18738  df-grp 18895  df-minusg 18896  df-sbg 18897  df-subg 19080  df-cntz 19270  df-lsm 19593  df-cmn 19739  df-abl 19740  df-mgp 20077  df-ur 20124  df-ring 20177  df-lmod 20747  df-lss 20818  df-lsp 20858  df-lshyp 38477
This theorem is referenced by:  lshpnelb  38484  lshpcmp  38488  islshpat  38517  lshpkrex  38618  dochshpncl  40885
  Copyright terms: Public domain W3C validator