Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lclkrlem2m Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lclkrlem2m 41521
Description: Lemma for lclkr 41535. Construct a vector 𝐵 that makes the sum of functionals zero. Combine with 𝐵𝑉 to shorten overall proof. (Contributed by NM, 17-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lclkrlem2m.v 𝑉 = (Base‘𝑈)
lclkrlem2m.t · = ( ·𝑠𝑈)
lclkrlem2m.s 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
lclkrlem2m.q × = (.r𝑆)
lclkrlem2m.z 0 = (0g𝑆)
lclkrlem2m.i 𝐼 = (invr𝑆)
lclkrlem2m.m = (-g𝑈)
lclkrlem2m.f 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
lclkrlem2m.d 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lclkrlem2m.p + = (+g𝐷)
lclkrlem2m.x (𝜑𝑋𝑉)
lclkrlem2m.y (𝜑𝑌𝑉)
lclkrlem2m.e (𝜑𝐸𝐹)
lclkrlem2m.g (𝜑𝐺𝐹)
lclkrlem2m.w (𝜑𝑈 ∈ LVec)
lclkrlem2m.b 𝐵 = (𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))
lclkrlem2m.n (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ≠ 0 )
Assertion
Ref Expression
lclkrlem2m (𝜑 → (𝐵𝑉 ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝐵) = 0 ))

Proof of Theorem lclkrlem2m
StepHypRef Expression
1 lclkrlem2m.b . . 3 𝐵 = (𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))
2 lclkrlem2m.w . . . . . 6 (𝜑𝑈 ∈ LVec)
3 lveclmod 21105 . . . . . 6 (𝑈 ∈ LVec → 𝑈 ∈ LMod)
42, 3syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑈 ∈ LMod)
5 lmodgrp 20865 . . . . 5 (𝑈 ∈ LMod → 𝑈 ∈ Grp)
64, 5syl 17 . . . 4 (𝜑𝑈 ∈ Grp)
7 lclkrlem2m.x . . . 4 (𝜑𝑋𝑉)
8 lclkrlem2m.s . . . . . . . 8 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
98lmodring 20866 . . . . . . 7 (𝑈 ∈ LMod → 𝑆 ∈ Ring)
104, 9syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
11 lclkrlem2m.f . . . . . . . 8 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
12 lclkrlem2m.d . . . . . . . 8 𝐷 = (LDual‘𝑈)
13 lclkrlem2m.p . . . . . . . 8 + = (+g𝐷)
14 lclkrlem2m.e . . . . . . . 8 (𝜑𝐸𝐹)
15 lclkrlem2m.g . . . . . . . 8 (𝜑𝐺𝐹)
1611, 12, 13, 4, 14, 15ldualvaddcl 39131 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹)
17 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
18 lclkrlem2m.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Base‘𝑈)
198, 17, 18, 11lflcl 39065 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ LVec ∧ (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹𝑋𝑉) → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
202, 16, 7, 19syl3anc 1373 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆))
218lvecdrng 21104 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ LVec → 𝑆 ∈ DivRing)
222, 21syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ∈ DivRing)
23 lclkrlem2m.y . . . . . . . 8 (𝜑𝑌𝑉)
248, 17, 18, 11lflcl 39065 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ LVec ∧ (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹𝑌𝑉) → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ∈ (Base‘𝑆))
252, 16, 23, 24syl3anc 1373 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ∈ (Base‘𝑆))
26 lclkrlem2m.n . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ≠ 0 )
27 lclkrlem2m.z . . . . . . . 8 0 = (0g𝑆)
28 lclkrlem2m.i . . . . . . . 8 𝐼 = (invr𝑆)
2917, 27, 28drnginvrcl 20753 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ DivRing ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ∈ (Base‘𝑆) ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ≠ 0 ) → (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) ∈ (Base‘𝑆))
3022, 25, 26, 29syl3anc 1373 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) ∈ (Base‘𝑆))
31 lclkrlem2m.q . . . . . . 7 × = (.r𝑆)
3217, 31ringcl 20247 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ Ring ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) ∈ (Base‘𝑆)) → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) ∈ (Base‘𝑆))
3310, 20, 30, 32syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) ∈ (Base‘𝑆))
34 lclkrlem2m.t . . . . . 6 · = ( ·𝑠𝑈)
3518, 8, 34, 17lmodvscl 20876 . . . . 5 ((𝑈 ∈ LMod ∧ (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑌𝑉) → ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌) ∈ 𝑉)
364, 33, 23, 35syl3anc 1373 . . . 4 (𝜑 → ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌) ∈ 𝑉)
37 lclkrlem2m.m . . . . 5 = (-g𝑈)
3818, 37grpsubcl 19038 . . . 4 ((𝑈 ∈ Grp ∧ 𝑋𝑉 ∧ ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌) ∈ 𝑉) → (𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)) ∈ 𝑉)
396, 7, 36, 38syl3anc 1373 . . 3 (𝜑 → (𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)) ∈ 𝑉)
401, 39eqeltrid 2845 . 2 (𝜑𝐵𝑉)
411fveq2i 6909 . . 3 ((𝐸 + 𝐺)‘𝐵) = ((𝐸 + 𝐺)‘(𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)))
42 eqid 2737 . . . . . 6 (-g𝑆) = (-g𝑆)
438, 42, 18, 37, 11lflsub 39068 . . . . 5 ((𝑈 ∈ LMod ∧ (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹 ∧ (𝑋𝑉 ∧ ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌) ∈ 𝑉)) → ((𝐸 + 𝐺)‘(𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))))
444, 16, 7, 36, 43syl112anc 1376 . . . 4 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘(𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))))
458, 17, 31, 18, 34, 11lflmul 39069 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ LMod ∧ (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹 ∧ ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑌𝑉)) → ((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)) = ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)))
464, 16, 33, 23, 45syl112anc 1376 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)) = ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)))
4717, 31ringass 20250 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ Ring ∧ (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) ∈ (Base‘𝑆) ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ∈ (Base‘𝑆))) → ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × ((𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))))
4810, 20, 30, 25, 47syl13anc 1374 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × ((𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))))
49 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (1r𝑆) = (1r𝑆)
5017, 27, 31, 49, 28drnginvrl 20756 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ DivRing ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ∈ (Base‘𝑆) ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) ≠ 0 ) → ((𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) = (1r𝑆))
5122, 25, 26, 50syl3anc 1373 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) = (1r𝑆))
5251oveq2d 7447 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × ((𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (1r𝑆)))
5348, 52eqtrd 2777 . . . . . 6 (𝜑 → ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) × ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌)) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (1r𝑆)))
5417, 31, 49ringridm 20267 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ Ring ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆)) → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (1r𝑆)) = ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋))
5510, 20, 54syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (1r𝑆)) = ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋))
5646, 53, 553eqtrd 2781 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌)) = ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋))
5756oveq2d 7447 . . . 4 (𝜑 → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))) = (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)))
58 ringgrp 20235 . . . . . 6 (𝑆 ∈ Ring → 𝑆 ∈ Grp)
5910, 58syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ Grp)
6017, 27, 42grpsubid 19042 . . . . 5 ((𝑆 ∈ Grp ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) ∈ (Base‘𝑆)) → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)) = 0 )
6159, 20, 60syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)(-g𝑆)((𝐸 + 𝐺)‘𝑋)) = 0 )
6244, 57, 613eqtrd 2781 . . 3 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘(𝑋 ((((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) × (𝐼‘((𝐸 + 𝐺)‘𝑌))) · 𝑌))) = 0 )
6341, 62eqtrid 2789 . 2 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝐵) = 0 )
6440, 63jca 511 1 (𝜑 → (𝐵𝑉 ∧ ((𝐸 + 𝐺)‘𝐵) = 0 ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  cfv 6561  (class class class)co 7431  Basecbs 17247  +gcplusg 17297  .rcmulr 17298  Scalarcsca 17300   ·𝑠 cvsca 17301  0gc0g 17484  Grpcgrp 18951  -gcsg 18953  1rcur 20178  Ringcrg 20230  invrcinvr 20387  DivRingcdr 20729  LModclmod 20858  LVecclvec 21101  LFnlclfn 39058  LDualcld 39124
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-tpos 8251  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-0g 17486  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-oppr 20334  df-dvdsr 20357  df-unit 20358  df-invr 20388  df-drng 20731  df-lmod 20860  df-lvec 21102  df-lfl 39059  df-ldual 39125
This theorem is referenced by:  lclkrlem2o  41523  lclkrlem2q  41525
  Copyright terms: Public domain W3C validator