Theorem lcfrlem1 42791

Description: Lemma for lcfr 42834. Note that 𝑋 is z in Mario's notes. (Contributed by NM, 27-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lcfrlem1.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
lcfrlem1.s	⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
lcfrlem1.q	⊢ × = (.r‘𝑆)
lcfrlem1.z	⊢ 0 = (0g‘𝑆)
lcfrlem1.i	⊢ 𝐼 = (invr‘𝑆)
lcfrlem1.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
lcfrlem1.d	⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lcfrlem1.t	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐷)
lcfrlem1.m	⊢ − = (-g‘𝐷)
lcfrlem1.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LVec)
lcfrlem1.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝐹)
lcfrlem1.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
lcfrlem1.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
lcfrlem1.n	⊢ (𝜑 → (𝐺‘𝑋) ≠ 0 )
lcfrlem1.h	⊢ 𝐻 = (𝐸 − (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺))

Assertion

Ref	Expression
lcfrlem1	⊢ (𝜑 → (𝐻‘𝑋) = 0 )

Proof of Theorem lcfrlem1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcfrlem1.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝐸 − (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺))
2	1	fveq1i 6909	. 2 ⊢ (𝐻‘𝑋) = ((𝐸 − (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺))‘𝑋)
3		lcfrlem1.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑈)
4		lcfrlem1.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
5		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (-g‘𝑆) = (-g‘𝑆)
6		lcfrlem1.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
7		lcfrlem1.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
8		lcfrlem1.m	. . . 4 ⊢ − = (-g‘𝐷)
9		lcfrlem1.u	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LVec)
10		lveclmod 21411	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ∈ LVec → 𝑈 ∈ LMod)
11	9, 10	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
12		lcfrlem1.e	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝐹)
13		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
14		lcfrlem1.t	. . . . 5 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐷)
15	4	lvecdrng 21410	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 ∈ LVec → 𝑆 ∈ DivRing)
16	9, 15	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ DivRing)
17		lcfrlem1.g	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
18		lcfrlem1.x	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
19	4, 13, 3, 6	lflcl 40313	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑈 ∈ LVec ∧ 𝐺 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
20	9, 17, 18, 19	syl3anc 1399	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
21		lcfrlem1.n	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘𝑋) ≠ 0 )
22		lcfrlem1.z	. . . . . . . 8 ⊢ 0 = (0g‘𝑆)
23		lcfrlem1.i	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 = (invr‘𝑆)
24	13, 22, 23	drnginvrcl 21041	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ DivRing ∧ (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → (𝐼‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆))
25	16, 20, 21, 24	syl3anc 1399	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐼‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆))
26	4, 13, 3, 6	lflcl 40313	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ LVec ∧ 𝐸 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
27	9, 12, 18, 26	syl3anc 1399	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
28		lcfrlem1.q	. . . . . . 7 ⊢ × = (.r‘𝑆)
29	4, 13, 28	lmodmcl 21178	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ LMod ∧ (𝐼‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆)) → ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆))
30	11, 25, 27, 29	syl3anc 1399	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆))
31	6, 4, 13, 7, 14, 11, 30, 17	ldualvscl 40388	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺) ∈ 𝐹)
32	3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 31, 18	ldualvsubval 40406	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐸 − (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺))‘𝑋) = ((𝐸‘𝑋)(-g‘𝑆)((((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺)‘𝑋)))
33	6, 3, 4, 13, 28, 7, 14, 9, 30, 17, 18	ldualvsval 40387	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺)‘𝑋) = ((𝐺‘𝑋) × ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋))))
34		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
35	13, 22, 28, 34, 23	drnginvrr 21045	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ DivRing ∧ (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((𝐺‘𝑋) × (𝐼‘(𝐺‘𝑋))) = (1r‘𝑆))
36	16, 20, 21, 35	syl3anc 1399	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐺‘𝑋) × (𝐼‘(𝐺‘𝑋))) = (1r‘𝑆))
37	36	oveq1d 7458	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝐺‘𝑋) × (𝐼‘(𝐺‘𝑋))) × (𝐸‘𝑋)) = ((1r‘𝑆) × (𝐸‘𝑋)))
38	4	lmodring 21173	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 ∈ LMod → 𝑆 ∈ Ring)
39	11, 38	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)
40	13, 28	ringass 20510	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ ((𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐼‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))) → (((𝐺‘𝑋) × (𝐼‘(𝐺‘𝑋))) × (𝐸‘𝑋)) = ((𝐺‘𝑋) × ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋))))
41	39, 20, 25, 27, 40	syl13anc 1400	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((𝐺‘𝑋) × (𝐼‘(𝐺‘𝑋))) × (𝐸‘𝑋)) = ((𝐺‘𝑋) × ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋))))
42	13, 28, 34	ringlidm 20528	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆)) → ((1r‘𝑆) × (𝐸‘𝑋)) = (𝐸‘𝑋))
43	39, 27, 42	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((1r‘𝑆) × (𝐸‘𝑋)) = (𝐸‘𝑋))
44	37, 41, 43	3eqtr3d 2806	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐺‘𝑋) × ((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋))) = (𝐸‘𝑋))
45	33, 44	eqtrd 2798	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺)‘𝑋) = (𝐸‘𝑋))
46	45	oveq2d 7459	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐸‘𝑋)(-g‘𝑆)((((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺)‘𝑋)) = ((𝐸‘𝑋)(-g‘𝑆)(𝐸‘𝑋)))
47	4	lmodfgrp 21174	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ∈ LMod → 𝑆 ∈ Grp)
48	11, 47	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Grp)
49	13, 22, 5	grpsubid 19263	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ Grp ∧ (𝐸‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆)) → ((𝐸‘𝑋)(-g‘𝑆)(𝐸‘𝑋)) = 0 )
50	48, 27, 49	syl2anc 596	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐸‘𝑋)(-g‘𝑆)(𝐸‘𝑋)) = 0 )
51	32, 46, 50	3eqtrd 2802	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐸 − (((𝐼‘(𝐺‘𝑋)) × (𝐸‘𝑋)) · 𝐺))‘𝑋) = 0 )
52	2, 51	eqtrid 2810	1 ⊢ (𝜑 → (𝐻‘𝑋) = 0 )

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  Basecbs 17416  ._rcmulr 17458  Scalarcsca 17460   ·_𝑠 cvsca 17461  0_gc0g 17639  Grpcgrp 19173  -_gcsg 19175  1_rcur 20437  Ringcrg 20489  inv_rcinvr 20647  DivRingcdr 21010  LModclmod 21165  LVecclvec 21407  LFnlclfn 40306  LDualcld 40372

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-fz 13667  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-0g 17641  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-invr 20648  df-drng 21012  df-lmod 21167  df-lvec 21408  df-lfl 40307  df-ldual 40373

This theorem is used by:  lcfrlem3  42793