Theorem lcdlss 41621

Description: Subspaces of a dual vector space of functionals with closed kernels. (Contributed by NM, 13-Mar-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lcdlss.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
lcdlss.o	⊢ 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
lcdlss.c	⊢ 𝐶 = ((LCDual‘𝐾)‘𝑊)
lcdlss.s	⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝐶)
lcdlss.u	⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
lcdlss.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
lcdlss.l	⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
lcdlss.d	⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lcdlss.t	⊢ 𝑇 = (LSubSp‘𝐷)
lcdlss.b	⊢ 𝐵 = {𝑓 ∈ 𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿‘𝑓))) = (𝐿‘𝑓)}
lcdlss.k	⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))

Assertion

Ref	Expression
lcdlss	⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑇 ∩ 𝒫 𝐵))

Distinct variable groups:   𝐷,𝑓   𝑓,𝐹   𝑓,𝐾   𝑓,𝐿   𝑓,𝑂   𝑈,𝑓   𝑓,𝑊

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐵(𝑓)   𝐶(𝑓)   𝑆(𝑓)   𝑇(𝑓)   𝐻(𝑓)

Proof of Theorem lcdlss

Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcdlss.s	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝐶)
2		lcdlss.h	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
3		lcdlss.o	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
4		lcdlss.c	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 = ((LCDual‘𝐾)‘𝑊)
5		lcdlss.u	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
6		lcdlss.f	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
7		lcdlss.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
8		lcdlss.d	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
9		lcdlss.k	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
10		lcdlss.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = {𝑓 ∈ 𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿‘𝑓))) = (𝐿‘𝑓)}
11	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10	lcdval2 41592	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = (𝐷 ↾s 𝐵))
12	11	fveq2d 6910	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (LSubSp‘𝐶) = (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵)))
13	1, 12	eqtrid 2789	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵)))
14	13	eleq2d 2827	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑆 ↔ 𝑢 ∈ (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵))))
15	2, 5, 9	dvhlmod 41112	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
16	8, 15	lduallmod 39154	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ LMod)
17		lcdlss.t	. . . . . 6 ⊢ 𝑇 = (LSubSp‘𝐷)
18	2, 5, 3, 6, 7, 8, 17, 10, 9	lclkr 41535	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑇)
19		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ↾s 𝐵) = (𝐷 ↾s 𝐵)
20		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵)) = (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵))
21	19, 17, 20	lsslss 20959	. . . . 5 ⊢ ((𝐷 ∈ LMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑇) → (𝑢 ∈ (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵)) ↔ (𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ⊆ 𝐵)))
22	16, 18, 21	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ (LSubSp‘(𝐷 ↾s 𝐵)) ↔ (𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ⊆ 𝐵)))
23	14, 22	bitrd 279	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ⊆ 𝐵)))
24		elin 3967	. . . 4 ⊢ (𝑢 ∈ (𝑇 ∩ 𝒫 𝐵) ↔ (𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ∈ 𝒫 𝐵))
25		velpw 4605	. . . . 5 ⊢ (𝑢 ∈ 𝒫 𝐵 ↔ 𝑢 ⊆ 𝐵)
26	25	anbi2i 623	. . . 4 ⊢ ((𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ∈ 𝒫 𝐵) ↔ (𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ⊆ 𝐵))
27	24, 26	bitr2i 276	. . 3 ⊢ ((𝑢 ∈ 𝑇 ∧ 𝑢 ⊆ 𝐵) ↔ 𝑢 ∈ (𝑇 ∩ 𝒫 𝐵))
28	23, 27	bitrdi 287	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑆 ↔ 𝑢 ∈ (𝑇 ∩ 𝒫 𝐵)))
29	28	eqrdv 2735	1 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑇 ∩ 𝒫 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  {crab 3436   ∩ cin 3950   ⊆ wss 3951  𝒫 cpw 4600  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431   ↾_s cress 17274  LModclmod 20858  LSubSpclss 20929  LFnlclfn 39058  LKerclk 39086  LDualcld 39124  HLchlt 39351  LHypclh 39986  DVecHcdvh 41080  ocHcoch 41349  LCDualclcd 41588

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-riotaBAD 38954

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-tpos 8251  df-undef 8298  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-0g 17486  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-proset 18340  df-poset 18359  df-plt 18375  df-lub 18391  df-glb 18392  df-join 18393  df-meet 18394  df-p0 18470  df-p1 18471  df-lat 18477  df-clat 18544  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-subg 19141  df-cntz 19335  df-oppg 19364  df-lsm 19654  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-oppr 20334  df-dvdsr 20357  df-unit 20358  df-invr 20388  df-dvr 20401  df-nzr 20513  df-rlreg 20694  df-domn 20695  df-drng 20731  df-lmod 20860  df-lss 20930  df-lsp 20970  df-lvec 21102  df-lsatoms 38977  df-lshyp 38978  df-lcv 39020  df-lfl 39059  df-lkr 39087  df-ldual 39125  df-oposet 39177  df-ol 39179  df-oml 39180  df-covers 39267  df-ats 39268  df-atl 39299  df-cvlat 39323  df-hlat 39352  df-llines 39500  df-lplanes 39501  df-lvols 39502  df-lines 39503  df-psubsp 39505  df-pmap 39506  df-padd 39798  df-lhyp 39990  df-laut 39991  df-ldil 40106  df-ltrn 40107  df-trl 40161  df-tgrp 40745  df-tendo 40757  df-edring 40759  df-dveca 41005  df-disoa 41031  df-dvech 41081  df-dib 41141  df-dic 41175  df-dih 41231  df-doch 41350  df-djh 41397  df-lcdual 41589

This theorem is referenced by:  lcdlss2N  41622  mapdrn2  41653