Theorem lcfrlem6 40931

Description: Lemma for lcfr 40969. 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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcfrlem6.x	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐸)
2		lcfrlem6.e	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))
3	1, 2	eleqtrdi 2837	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
4		eliun 4994	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐺 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
5	3, 4	sylib 217	. . . 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))
9	6, 7, 8	dvhlmod 40494	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
10	9	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑈 ∈ LMod)
11	10	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑈 ∈ LMod)
12	8	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
13		eqid 2726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
14		eqid 2726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LFnl‘𝑈) = (LFnl‘𝑈)
15		lcfrlem6.l	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐿 = (LKer‘𝑈)
16		lcfrlem6.g	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑄)
17		eqid 2726	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
18		lcfrlem6.q	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑄 = (LSubSp‘𝐷)
19	17, 18	lssel 20784	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑄 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (Base‘𝐷))
20	16, 19	sylan 579	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (Base‘𝐷))
21		lcfrlem6.d	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑈)
22	14, 21, 17, 9	ldualvbase 38509	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
23	22	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
24	20, 23	eleqtrd 2829	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (LFnl‘𝑈))
25	13, 14, 15, 10, 24	lkrssv 38479	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝐿‘𝑔) ⊆ (Base‘𝑈))
26		eqid 2726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
27		lcfrlem6.o	. . . . . . . . . 10 ⊢ ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
28	6, 7, 13, 26, 27	dochlss 40738	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝐿‘𝑔) ⊆ (Base‘𝑈)) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
29	12, 25, 28	syl2anc 583	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
30	29	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
31		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
32		lcfrlem6.en	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
33	32	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
34	33	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}))
35		simpr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
36	34, 35	eqsstrrd 4016	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
37	36	ex 412	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → ((𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
38		lcfrlem6.n	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
39	6, 27, 7, 13, 15, 21, 18, 2, 8, 16, 1	lcfrlem4 40929	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
40	39	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
41	13, 26, 38, 10, 29, 40	lspsnel5 20842	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
42		lcfrlem6.y	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐸)
43	6, 27, 7, 13, 15, 21, 18, 2, 8, 16, 42	lcfrlem4 40929	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
44	43	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
45	13, 26, 38, 10, 29, 44	lspsnel5 20842	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ (𝑁‘{𝑌}) ⊆ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
46	37, 41, 45	3imtr4d 294	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
47	46	imp 406	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
48		lcfrlem6.p	. . . . . . . 8 ⊢ + = (+g‘𝑈)
49	48, 26	lssvacl 20790	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑈 ∈ LMod ∧ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∈ (LSubSp‘𝑈)) ∧ (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ∧ 𝑌 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
50	11, 30, 31, 47, 49	syl22anc 836	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) ∧ 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
51	50	ex 412	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
52	51	reximdva 3162	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑔 ∈ 𝐺 𝑋 ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) → ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔))))
53	5, 52	mpd 15	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
54		eliun 4994	. . 3 ⊢ ((𝑋 + 𝑌) ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐺 (𝑋 + 𝑌) ∈ ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
55	53, 54	sylibr 233	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
56	55, 2	eleqtrrdi 2838	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∃wrex 3064   ⊆ wss 3943  {csn 4623  ∪ ciun 4990  ‘cfv 6537  (class class class)co 7405  Basecbs 17153  +_gcplusg 17206  LModclmod 20706  LSubSpclss 20778  LSpanclspn 20818  LFnlclfn 38440  LKerclk 38468  LDualcld 38506  HLchlt 38733  LHypclh 39368  DVecHcdvh 40462  ocHcoch 40731

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 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-riotaBAD 38336

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-tpos 8212  df-undef 8259  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-fz 13491  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-0g 17396  df-proset 18260  df-poset 18278  df-plt 18295  df-lub 18311  df-glb 18312  df-join 18313  df-meet 18314  df-p0 18390  df-p1 18391  df-lat 18397  df-clat 18464  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-submnd 18714  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-subg 19050  df-cntz 19233  df-lsm 19556  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-mgp 20040  df-rng 20058  df-ur 20087  df-ring 20140  df-oppr 20236  df-dvdsr 20259  df-unit 20260  df-invr 20290  df-dvr 20303  df-drng 20589  df-lmod 20708  df-lss 20779  df-lsp 20819  df-lvec 20951  df-lfl 38441  df-lkr 38469  df-ldual 38507  df-oposet 38559  df-ol 38561  df-oml 38562  df-covers 38649  df-ats 38650  df-atl 38681  df-cvlat 38705  df-hlat 38734  df-llines 38882  df-lplanes 38883  df-lvols 38884  df-lines 38885  df-psubsp 38887  df-pmap 38888  df-padd 39180  df-lhyp 39372  df-laut 39373  df-ldil 39488  df-ltrn 39489  df-trl 39543  df-tendo 40139  df-edring 40141  df-disoa 40413  df-dvech 40463  df-dib 40523  df-dic 40557  df-dih 40613  df-doch 40732

This theorem is referenced by:  lcfrlem41  40967