Theorem lcfl8b 40981

Description: Property of a nonzero functional with a closed kernel. (Contributed by NM, 4-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lcfl8b.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
lcfl8b.o	⊢ ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
lcfl8b.u	⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
lcfl8b.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
lcfl8b.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
lcfl8b.z	⊢ 0 = (0g‘𝑈)
lcfl8b.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
lcfl8b.l	⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
lcfl8b.d	⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lcfl8b.y	⊢ 𝑌 = (0g‘𝐷)
lcfl8b.c	⊢ 𝐶 = {𝑓 ∈ 𝐹 ∣ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝑓))) = (𝐿‘𝑓)}
lcfl8b.k	⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
lcfl8b.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ (𝐶 ∖ {𝑌}))

Assertion

Ref	Expression
lcfl8b	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝑓,𝐹   𝑥,𝑓,𝐺   𝑓,𝐿,𝑥   ⊥ ,𝑓,𝑥   𝑥,𝑈   𝑥,𝑉   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐶(𝑓)   𝐷(𝑥,𝑓)   𝑈(𝑓)   𝐹(𝑥)   𝐻(𝑥,𝑓)   𝐾(𝑥,𝑓)   𝑁(𝑥,𝑓)   𝑉(𝑓)   𝑊(𝑥,𝑓)   𝑌(𝑥,𝑓)   0 (𝑥,𝑓)

Proof of Theorem lcfl8b

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcfl8b.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ (𝐶 ∖ {𝑌}))
2	1	eldifad 3959	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐶)
3		lcfl8b.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
4		lcfl8b.o	. . . . 5 ⊢ ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
5		lcfl8b.u	. . . . 5 ⊢ 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
6		lcfl8b.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
7		lcfl8b.f	. . . . 5 ⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
8		lcfl8b.l	. . . . 5 ⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
9		lcfl8b.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = {𝑓 ∈ 𝐹 ∣ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝑓))) = (𝐿‘𝑓)}
10		lcfl8b.k	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
11	9	lcfl1lem 40968	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐶 ↔ (𝐺 ∈ 𝐹 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺)))
12	11	simplbi 496	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐶 → 𝐺 ∈ 𝐹)
13	2, 12	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
14	3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13	lcfl8 40979	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})))
15	2, 14	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥}))
16		fveq2 6900	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥}) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = ( ⊥ ‘( ⊥ ‘{𝑥})))
17	16	adantl 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = ( ⊥ ‘( ⊥ ‘{𝑥})))
18		lcfl8b.n	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
19	10	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
20		simplr 767	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → 𝑥 ∈ 𝑉)
21	3, 5, 4, 6, 18, 19, 20	dochocsn 40858	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘{𝑥})) = (𝑁‘{𝑥}))
22	17, 21	eqtrd 2767	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}))
23	2, 11	sylib 217	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐺 ∈ 𝐹 ∧ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺)))
24	23	simprd 494	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) = (𝐿‘𝐺))
25		eldifsni 4796	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐺 ∈ (𝐶 ∖ {𝑌}) → 𝐺 ≠ 𝑌)
26	1, 25	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ≠ 𝑌)
27		lcfl8b.d	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
28		lcfl8b.y	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑌 = (0g‘𝐷)
29	3, 5, 10	dvhlmod 40587	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
30	6, 7, 8, 27, 28, 29, 13	lkr0f2 38637	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) = 𝑉 ↔ 𝐺 = 𝑌))
31	30	necon3bid 2981	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘𝐺) ≠ 𝑉 ↔ 𝐺 ≠ 𝑌))
32	26, 31	mpbird 256	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐺) ≠ 𝑉)
33	24, 32	eqnetrd 3004	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉)
34	33	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉)
35		eqid 2727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSAtoms‘𝑈) = (LSAtoms‘𝑈)
36	13	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → 𝐺 ∈ 𝐹)
37	3, 4, 5, 6, 35, 7, 8, 19, 36	dochkrsat2 40933	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → (( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺))) ≠ 𝑉 ↔ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) ∈ (LSAtoms‘𝑈)))
38	34, 37	mpbid 231	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) ∈ (LSAtoms‘𝑈))
39	22, 38	eqeltrrd 2829	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → (𝑁‘{𝑥}) ∈ (LSAtoms‘𝑈))
40		lcfl8b.z	. . . . . . . 8 ⊢ 0 = (0g‘𝑈)
41	29	ad2antrr 724	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → 𝑈 ∈ LMod)
42	6, 18, 40, 35, 41, 20	lsatspn0 38476	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → ((𝑁‘{𝑥}) ∈ (LSAtoms‘𝑈) ↔ 𝑥 ≠ 0 ))
43	39, 42	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → 𝑥 ≠ 0 )
44	43, 22	jca 510	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) ∧ (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥})) → (𝑥 ≠ 0 ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥})))
45	44	ex 411	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥}) → (𝑥 ≠ 0 ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}))))
46	45	reximdva 3164	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑥}) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝑥 ≠ 0 ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}))))
47	15, 46	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝑥 ≠ 0 ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥})))
48		rexdifsn 4800	. 2 ⊢ (∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝑉 (𝑥 ≠ 0 ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥})))
49	47, 48	sylibr 233	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝑉 ∖ { 0 })( ⊥ ‘(𝐿‘𝐺)) = (𝑁‘{𝑥}))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2936  ∃wrex 3066  {crab 3428   ∖ cdif 3944  {csn 4630  ‘cfv 6551  Basecbs 17185  0_gc0g 17426  LModclmod 20748  LSpanclspn 20860  LSAtomsclsa 38450  LFnlclfn 38533  LKerclk 38561  LDualcld 38599  HLchlt 38826  LHypclh 39461  DVecHcdvh 40555  ocHcoch 40824

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 2698  ax-rep 5287  ax-sep 5301  ax-nul 5308  ax-pow 5367  ax-pr 5431  ax-un 7744  ax-cnex 11200  ax-resscn 11201  ax-1cn 11202  ax-icn 11203  ax-addcl 11204  ax-addrcl 11205  ax-mulcl 11206  ax-mulrcl 11207  ax-mulcom 11208  ax-addass 11209  ax-mulass 11210  ax-distr 11211  ax-i2m1 11212  ax-1ne0 11213  ax-1rid 11214  ax-rnegex 11215  ax-rrecex 11216  ax-cnre 11217  ax-pre-lttri 11218  ax-pre-lttrn 11219  ax-pre-ltadd 11220  ax-pre-mulgt0 11221  ax-riotaBAD 38429

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 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4325  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4911  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5151  df-opab 5213  df-mpt 5234  df-tr 5268  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5635  df-we 5637  df-xp 5686  df-rel 5687  df-cnv 5688  df-co 5689  df-dm 5690  df-rn 5691  df-res 5692  df-ima 5693  df-pred 6308  df-ord 6375  df-on 6376  df-lim 6377  df-suc 6378  df-iota 6503  df-fun 6553  df-fn 6554  df-f 6555  df-f1 6556  df-fo 6557  df-f1o 6558  df-fv 6559  df-riota 7380  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7689  df-om 7875  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-tpos 8236  df-undef 8283  df-frecs 8291  df-wrecs 8322  df-recs 8396  df-rdg 8435  df-1o 8491  df-er 8729  df-map 8851  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-fin 8972  df-pnf 11286  df-mnf 11287  df-xr 11288  df-ltxr 11289  df-le 11290  df-sub 11482  df-neg 11483  df-nn 12249  df-2 12311  df-3 12312  df-4 12313  df-5 12314  df-6 12315  df-n0 12509  df-z 12595  df-uz 12859  df-fz 13523  df-struct 17121  df-sets 17138  df-slot 17156  df-ndx 17168  df-base 17186  df-ress 17215  df-plusg 17251  df-mulr 17252  df-sca 17254  df-vsca 17255  df-0g 17428  df-proset 18292  df-poset 18310  df-plt 18327  df-lub 18343  df-glb 18344  df-join 18345  df-meet 18346  df-p0 18422  df-p1 18423  df-lat 18429  df-clat 18496  df-mgm 18605  df-sgrp 18684  df-mnd 18700  df-submnd 18746  df-grp 18898  df-minusg 18899  df-sbg 18900  df-subg 19083  df-cntz 19273  df-lsm 19596  df-cmn 19742  df-abl 19743  df-mgp 20080  df-rng 20098  df-ur 20127  df-ring 20180  df-oppr 20278  df-dvdsr 20301  df-unit 20302  df-invr 20332  df-dvr 20345  df-drng 20631  df-lmod 20750  df-lss 20821  df-lsp 20861  df-lvec 20993  df-lsatoms 38452  df-lshyp 38453  df-lfl 38534  df-lkr 38562  df-ldual 38600  df-oposet 38652  df-ol 38654  df-oml 38655  df-covers 38742  df-ats 38743  df-atl 38774  df-cvlat 38798  df-hlat 38827  df-llines 38975  df-lplanes 38976  df-lvols 38977  df-lines 38978  df-psubsp 38980  df-pmap 38981  df-padd 39273  df-lhyp 39465  df-laut 39466  df-ldil 39581  df-ltrn 39582  df-trl 39636  df-tgrp 40220  df-tendo 40232  df-edring 40234  df-dveca 40480  df-disoa 40506  df-dvech 40556  df-dib 40616  df-dic 40650  df-dih 40706  df-doch 40825  df-djh 40872

This theorem is referenced by:  mapdrvallem2  41122