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

Theorem islshpsm 36156
 Description: Hyperplane properties expressed with subspace sum. (Contributed by NM, 3-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
islshpsm.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
islshpsm.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
islshpsm.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
islshpsm.p = (LSSum‘𝑊)
islshpsm.h 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
islshpsm.w (𝜑𝑊 ∈ LMod)
Assertion
Ref Expression
islshpsm (𝜑 → (𝑈𝐻 ↔ (𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉)))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑆   𝑣,𝑈   𝑣,𝑉   𝑣,𝑊   𝜑,𝑣
Allowed substitution hints:   (𝑣)   𝐻(𝑣)   𝑁(𝑣)

Proof of Theorem islshpsm
StepHypRef Expression
1 islshpsm.w . . 3 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
2 islshpsm.v . . . 4 𝑉 = (Base‘𝑊)
3 islshpsm.n . . . 4 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
4 islshpsm.s . . . 4 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
5 islshpsm.h . . . 4 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
62, 3, 4, 5islshp 36155 . . 3 (𝑊 ∈ LMod → (𝑈𝐻 ↔ (𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉)))
71, 6syl 17 . 2 (𝜑 → (𝑈𝐻 ↔ (𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉)))
81ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → 𝑊 ∈ LMod)
9 simplrl 776 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → 𝑈𝑆)
104, 3lspid 19729 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑆) → (𝑁𝑈) = 𝑈)
118, 9, 10syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑁𝑈) = 𝑈)
1211uneq1d 4114 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → ((𝑁𝑈) ∪ (𝑁‘{𝑣})) = (𝑈 ∪ (𝑁‘{𝑣})))
1312fveq2d 6647 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑁‘((𝑁𝑈) ∪ (𝑁‘{𝑣}))) = (𝑁‘(𝑈 ∪ (𝑁‘{𝑣}))))
142, 4lssss 19683 . . . . . . . . . 10 (𝑈𝑆𝑈𝑉)
159, 14syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → 𝑈𝑉)
16 snssi 4714 . . . . . . . . . 10 (𝑣𝑉 → {𝑣} ⊆ 𝑉)
1716adantl 485 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → {𝑣} ⊆ 𝑉)
182, 3lspun 19734 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑉 ∧ {𝑣} ⊆ 𝑉) → (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = (𝑁‘((𝑁𝑈) ∪ (𝑁‘{𝑣}))))
198, 15, 17, 18syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = (𝑁‘((𝑁𝑈) ∪ (𝑁‘{𝑣}))))
202, 4, 3lspcl 19723 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ LMod ∧ {𝑣} ⊆ 𝑉) → (𝑁‘{𝑣}) ∈ 𝑆)
218, 17, 20syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑁‘{𝑣}) ∈ 𝑆)
22 islshpsm.p . . . . . . . . . 10 = (LSSum‘𝑊)
234, 3, 22lsmsp 19833 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑆 ∧ (𝑁‘{𝑣}) ∈ 𝑆) → (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = (𝑁‘(𝑈 ∪ (𝑁‘{𝑣}))))
248, 9, 21, 23syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = (𝑁‘(𝑈 ∪ (𝑁‘{𝑣}))))
2513, 19, 243eqtr4rd 2867 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})))
2625eqeq1d 2823 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) ∧ 𝑣𝑉) → ((𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉 ↔ (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉))
2726rexbidva 3282 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑈𝑆𝑈𝑉)) → (∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉 ↔ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉))
2827pm5.32da 582 . . . 4 (𝜑 → (((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉) ↔ ((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉)))
2928bicomd 226 . . 3 (𝜑 → (((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉) ↔ ((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉)))
30 df-3an 1086 . . 3 ((𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉) ↔ ((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉))
31 df-3an 1086 . . 3 ((𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉) ↔ ((𝑈𝑆𝑈𝑉) ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉))
3229, 30, 313bitr4g 317 . 2 (𝜑 → ((𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑁‘(𝑈 ∪ {𝑣})) = 𝑉) ↔ (𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉)))
337, 32bitrd 282 1 (𝜑 → (𝑈𝐻 ↔ (𝑈𝑆𝑈𝑉 ∧ ∃𝑣𝑉 (𝑈 (𝑁‘{𝑣})) = 𝑉)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2115   ≠ wne 3007  ∃wrex 3127   ∪ cun 3908   ⊆ wss 3910  {csn 4540  ‘cfv 6328  (class class class)co 7130  Basecbs 16461  LSSumclsm 18737  LModclmod 19609  LSubSpclss 19678  LSpanclspn 19718  LSHypclsh 36151 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2178  ax-ext 2793  ax-rep 5163  ax-sep 5176  ax-nul 5183  ax-pow 5239  ax-pr 5303  ax-un 7436  ax-cnex 10570  ax-resscn 10571  ax-1cn 10572  ax-icn 10573  ax-addcl 10574  ax-addrcl 10575  ax-mulcl 10576  ax-mulrcl 10577  ax-mulcom 10578  ax-addass 10579  ax-mulass 10580  ax-distr 10581  ax-i2m1 10582  ax-1ne0 10583  ax-1rid 10584  ax-rnegex 10585  ax-rrecex 10586  ax-cnre 10587  ax-pre-lttri 10588  ax-pre-lttrn 10589  ax-pre-ltadd 10590  ax-pre-mulgt0 10591 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2623  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2892  df-nfc 2960  df-ne 3008  df-nel 3112  df-ral 3131  df-rex 3132  df-reu 3133  df-rmo 3134  df-rab 3135  df-v 3473  df-sbc 3750  df-csb 3858  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4267  df-if 4441  df-pw 4514  df-sn 4541  df-pr 4543  df-tp 4545  df-op 4547  df-uni 4812  df-int 4850  df-iun 4894  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5120  df-tr 5146  df-id 5433  df-eprel 5438  df-po 5447  df-so 5448  df-fr 5487  df-we 5489  df-xp 5534  df-rel 5535  df-cnv 5536  df-co 5537  df-dm 5538  df-rn 5539  df-res 5540  df-ima 5541  df-pred 6121  df-ord 6167  df-on 6168  df-lim 6169  df-suc 6170  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7088  df-ov 7133  df-oprab 7134  df-mpo 7135  df-om 7556  df-1st 7664  df-2nd 7665  df-wrecs 7922  df-recs 7983  df-rdg 8021  df-er 8264  df-en 8485  df-dom 8486  df-sdom 8487  df-pnf 10654  df-mnf 10655  df-xr 10656  df-ltxr 10657  df-le 10658  df-sub 10849  df-neg 10850  df-nn 11616  df-2 11678  df-ndx 16464  df-slot 16465  df-base 16467  df-sets 16468  df-ress 16469  df-plusg 16556  df-0g 16693  df-mgm 17830  df-sgrp 17879  df-mnd 17890  df-submnd 17935  df-grp 18084  df-minusg 18085  df-sbg 18086  df-subg 18254  df-cntz 18425  df-lsm 18739  df-cmn 18886  df-abl 18887  df-mgp 19218  df-ur 19230  df-ring 19277  df-lmod 19611  df-lss 19679  df-lsp 19719  df-lshyp 36153 This theorem is referenced by:  lshpnelb  36160  lshpcmp  36164  islshpat  36193  lshpkrex  36294  dochshpncl  38560
 Copyright terms: Public domain W3C validator