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 42697
Description: Lemma for lcfr 42735. 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 2870 . . . . 5 (𝜑 → 𝑋 ∈ ∪ 𝑔 ∈ 𝐺 ( ⊥ ‘(𝐿‘𝑔)))
4 eliun 4954 . . . . 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 42260 . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
14 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (LFnl‘𝑈) = (LFnl‘𝑈)
15 lcfrlem6.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (LKer‘𝑈)
16 lcfrlem6.g . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑄)
17 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
18 lcfrlem6.q . . . . . . . . . . . . 13 𝑄 = (LSubSp‘𝐷)
1917, 18lssel 21217 . . . . . . . . . . . 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 40276 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
2322adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (Base‘𝐷) = (LFnl‘𝑈))
2420, 23eleqtrd 2862 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑔 ∈ (LFnl‘𝑈))
2513, 14, 15, 10, 24lkrssv 40246 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → (𝐿‘𝑔) ⊆ (Base‘𝑈))
26 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
27 lcfrlem6.o . . . . . . . . . 10 ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
286, 7, 13, 26, 27dochlss 42504 . . . . . . . . 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 3943 . . . . . . . . . 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 42695 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
4039adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑈))
4113, 26, 38, 10, 29, 40ellspsn5b 21275 . . . . . . . . 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 42695 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
4443adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝐺) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑈))
4513, 26, 38, 10, 29, 44ellspsn5b 21275 . . . . . . . . 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 21223 . . . . . . 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 3175 . . . 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 4954 . . 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 2871 1 (𝜑 → (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐸)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895  {csn 4584  ∪ ciun 4950  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17392  +gcplusg 17433  LModclmod 21140  LSubSpclss 21211  LSpanclspn 21251  LFnlclfn 40207  LKerclk 40235  LDualcld 40273  HLchlt 40500  LHypclh 41134  DVecHcdvh 42228  ocHcoch 42497
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-riotaBAD 40103
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-tpos 8246  df-undef 8293  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-fz 13643  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-0g 17617  df-proset 18473  df-poset 18492  df-plt 18507  df-lub 18523  df-glb 18524  df-join 18525  df-meet 18526  df-p0 18602  df-p1 18603  df-lat 18611  df-clat 18678  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-subg 19338  df-cntz 19536  df-lsm 19855  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-ring 20466  df-oppr 20572  df-dvdsr 20592  df-unit 20593  df-invr 20623  df-dvr 20636  df-drng 20987  df-lmod 21142  df-lss 21212  df-lsp 21252  df-lvec 21383  df-lfl 40208  df-lkr 40236  df-ldual 40274  df-oposet 40326  df-ol 40328  df-oml 40329  df-covers 40416  df-ats 40417  df-atl 40448  df-cvlat 40472  df-hlat 40501  df-llines 40648  df-lplanes 40649  df-lvols 40650  df-lines 40651  df-psubsp 40653  df-pmap 40654  df-padd 40946  df-lhyp 41138  df-laut 41139  df-ldil 41254  df-ltrn 41255  df-trl 41309  df-tendo 41905  df-edring 41907  df-disoa 42179  df-dvech 42229  df-dib 42289  df-dic 42323  df-dih 42379  df-doch 42498
This theorem is used by:  lcfrlem41  42733
  Copyright terms: Public domain W3C validator