Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcfrlem6 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcfrlem6 42572
Description: Lemma for lcfr 42610. Closure of vector sum with colinear vectors. TODO: Move down 𝑁 definition so top hypotheses can be shared. (Contributed by NM, 10-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lcfrlem6.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
lcfrlem6.o ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
lcfrlem6.u 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
lcfrlem6.p + = (+g‘𝑈)
lcfrlem6.n 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
lcfrlem6.l 𝐿 = (LKer‘𝑈)
lcfrlem6.d 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lcfrlem6.q 𝑄 = (LSubSp‘𝐷)
lcfrlem6.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
lcfrlem6.g (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑄)
lcfrlem6.e 𝐸 = ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))
lcfrlem6.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐸)
lcfrlem6.y (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐸)
lcfrlem6.en (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
Assertion
Ref Expression
lcfrlem6 (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐸)
Distinct variable groups:   + ,𝑔   𝑈,𝑔   𝑔,𝑋   𝑔,𝑌   𝜑,𝑔
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑔)   𝑄(𝑔)   𝐸(𝑔)   𝐺(𝑔)   𝐻(𝑔)   𝐾(𝑔)   𝐿(𝑔)   𝑁(𝑔)   ⊥ (𝑔)   𝑊(𝑔)

Proof of Theorem lcfrlem6
StepHypRef Expression
1 lcfrlem6.x . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐸)
2 lcfrlem6.e . . . . . 6 𝐸 = ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))
31, 2eleqtrdi 2871 . . . . 5 (𝜑 → 𝑋 ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
4 eliun 4955 . . . . 5 (𝑋 ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐺 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
53, 4sylib 221 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐺 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
6 lcfrlem6.h . . . . . . . . . 10 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
7 lcfrlem6.u . . . . . . . . . 10 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
8 lcfrlem6.k . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
96, 7, 8dvhlmod 42135 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
109adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑈 ∈ LMod)
1110adantr 486 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑈 ∈ LMod)
128adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
13 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
14 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (LFnl‘𝑈) = (LFnl‘𝑈)
15 lcfrlem6.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (LKer‘𝑈)
16 lcfrlem6.g . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑄)
17 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
18 lcfrlem6.q . . . . . . . . . . . . 13 𝑄 = (LSubSp‘𝐷)
1917, 18lssel 21192 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ 𝑄 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (Base‘𝐷))
2016, 19sylan 592 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (Base‘𝐷))
21 lcfrlem6.d . . . . . . . . . . . . 13 𝐷 = (LDual‘𝑈)
2214, 21, 17, 9ldualvbase 40151 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
2322adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
2420, 23eleqtrd 2863 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (LFnl‘𝑈))
2513, 14, 15, 10, 24lkrssv 40121 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝐿‘𝑔) ⊆ (Base‘𝑈))
26 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
27 lcfrlem6.o . . . . . . . . . 10 ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
286, 7, 13, 26, 27dochlss 42379 . . . . . . . . 9 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝐿‘𝑔) ⊆ (Base‘𝑈)) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
2912, 25, 28syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
3029adantr 486 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
31 simpr 490 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
32 lcfrlem6.en . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
3332adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
3433adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
35 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
3634, 35eqsstrrd 3966 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
3736ex 418 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → ((𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
38 lcfrlem6.n . . . . . . . . . 10 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
396, 27, 7, 13, 15, 21, 18, 2, 8, 16, 1lcfrlem4 42570 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
4039adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
4113, 26, 38, 10, 29, 40ellspsn5b 21250 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
42 lcfrlem6.y . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐸)
436, 27, 7, 13, 15, 21, 18, 2, 8, 16, 42lcfrlem4 42570 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
4443adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
4513, 26, 38, 10, 29, 44ellspsn5b 21250 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
4637, 41, 453imtr4d 297 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
4746imp 412 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
48 lcfrlem6.p . . . . . . . 8 + = (+g‘𝑈)
4948, 26lssvacl 21198 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ LMod ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈)) ∧ (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∧ 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
5011, 30, 31, 47, 49syl22anc 852 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
5150ex 418 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
5251reximdva 3176 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑔 ∈ 𝐺 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
535, 52mpd 16 . . 3 (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
54 eliun 4955 . . 3 ((𝑋 + 𝑌) ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
5553, 54sylibr 237 . 2 (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
5655, 2eleqtrrdi 2872 1 (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐸)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3087   ⊆ wss 3899  {csn 4584  ∪ ciun 4951  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  Basecbs 17367  +gcplusg 17408  LModclmod 21115  LSubSpclss 21186  LSpanclspn 21226  LFnlclfn 40082  LKerclk 40110  LDualcld 40148  HLchlt 40375  LHypclh 41009  DVecHcdvh 42103  ocHcoch 42372
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-riotaBAD 39978
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-tpos 8227  df-undef 8274  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-fz 13621  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-0g 17592  df-proset 18448  df-poset 18467  df-plt 18482  df-lub 18498  df-glb 18499  df-join 18500  df-meet 18501  df-p0 18577  df-p1 18578  df-lat 18586  df-clat 18653  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-sbg 19129  df-subg 19313  df-cntz 19511  df-lsm 19830  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-ring 20441  df-oppr 20547  df-dvdsr 20567  df-unit 20568  df-invr 20598  df-dvr 20611  df-drng 20962  df-lmod 21117  df-lss 21187  df-lsp 21227  df-lvec 21358  df-lfl 40083  df-lkr 40111  df-ldual 40149  df-oposet 40201  df-ol 40203  df-oml 40204  df-covers 40291  df-ats 40292  df-atl 40323  df-cvlat 40347  df-hlat 40376  df-llines 40523  df-lplanes 40524  df-lvols 40525  df-lines 40526  df-psubsp 40528  df-pmap 40529  df-padd 40821  df-lhyp 41013  df-laut 41014  df-ldil 41129  df-ltrn 41130  df-trl 41184  df-tendo 41780  df-edring 41782  df-disoa 42054  df-dvech 42104  df-dib 42164  df-dic 42198  df-dih 42254  df-doch 42373
This theorem is used by:  lcfrlem41  42608
  Copyright terms: Public domain W3C validator