Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lclkrlem2v Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lclkrlem2v 42585
Description: Lemma for lclkr 42590. When the hypotheses of lclkrlem2u 42584 and lclkrlem2u 42584 are negated, the functional sum must be zero, so the kernel is the vector space. We make use of the law of excluded middle, dochexmid 42525, which requires the orthomodular law dihoml4 42434 (Lemma 3.3 of [Holland95] p. 214). (Contributed by NM, 16-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lclkrlem2m.v 𝑉 = (Base‘𝑈)
lclkrlem2m.t · = ( ·𝑠 ‘𝑈)
lclkrlem2m.s 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
lclkrlem2m.q × = (.r‘𝑆)
lclkrlem2m.z 0 = (0g‘𝑆)
lclkrlem2m.i 𝐼 = (invr‘𝑆)
lclkrlem2m.m − = (-g‘𝑈)
lclkrlem2m.f 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
lclkrlem2m.d 𝐷 = (LDual‘𝑈)
lclkrlem2m.p + = (+g‘𝐷)
lclkrlem2m.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
lclkrlem2m.y (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑉)
lclkrlem2m.e (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝐹)
lclkrlem2m.g (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
lclkrlem2n.n 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
lclkrlem2n.l 𝐿 = (LKer‘𝑈)
lclkrlem2o.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
lclkrlem2o.o ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
lclkrlem2o.u 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
lclkrlem2o.a ⊕ = (LSSum‘𝑈)
lclkrlem2o.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
lclkrlem2q.le (𝜑 → (𝐿‘𝐸) = ( ⊥ ‘{𝑋}))
lclkrlem2q.lg (𝜑 → (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑌}))
lclkrlem2v.j (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) = 0 )
lclkrlem2v.k (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) = 0 )
Assertion
Ref Expression
lclkrlem2v (𝜑 → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) = 𝑉)

Proof of Theorem lclkrlem2v
StepHypRef Expression
1 lclkrlem2m.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑈)
2 lclkrlem2m.f . . 3 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
3 lclkrlem2n.l . . 3 𝐿 = (LKer‘𝑈)
4 lclkrlem2o.h . . . 4 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
5 lclkrlem2o.u . . . 4 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
6 lclkrlem2o.k . . . 4 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
74, 5, 6dvhlmod 42167 . . 3 (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
8 lclkrlem2m.d . . . 4 𝐷 = (LDual‘𝑈)
9 lclkrlem2m.p . . . 4 + = (+g‘𝐷)
10 lclkrlem2m.e . . . 4 (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝐹)
11 lclkrlem2m.g . . . 4 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
122, 8, 9, 7, 10, 11ldualvaddcl 40187 . . 3 (𝜑 → (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹)
131, 2, 3, 7, 12lkrssv 40153 . 2 (𝜑 → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ⊆ 𝑉)
14 lclkrlem2o.o . . . 4 ⊥ = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
15 eqid 2761 . . . 4 (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
16 lclkrlem2o.a . . . 4 ⊕ = (LSSum‘𝑈)
17 lclkrlem2n.n . . . . 5 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
18 lclkrlem2m.x . . . . 5 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
19 lclkrlem2m.y . . . . 5 (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑉)
201, 15, 17, 7, 18, 19lspprcl 21253 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
21 eqid 2761 . . . . . 6 ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊) = ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊)
224, 5, 1, 17, 21, 6, 18, 19dihprrn 42483 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ ran ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊))
231, 15lssss 21211 . . . . . . 7 ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈) → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ 𝑉)
2420, 23syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ 𝑉)
254, 21, 5, 1, 14, 6, 24dochoccl 42426 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ ran ((DIsoH‘𝐾)‘𝑊) ↔ ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) = (𝑁‘{𝑋, 𝑌})))
2622, 25mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → ( ⊥ ‘( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) = (𝑁‘{𝑋, 𝑌}))
274, 14, 5, 1, 15, 16, 6, 20, 26dochexmid 42525 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊕ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) = 𝑉)
28 lclkrlem2m.t . . . . 5 · = ( ·𝑠 ‘𝑈)
29 lclkrlem2m.s . . . . 5 𝑆 = (Scalar‘𝑈)
30 lclkrlem2m.q . . . . 5 × = (.r‘𝑆)
31 lclkrlem2m.z . . . . 5 0 = (0g‘𝑆)
32 lclkrlem2m.i . . . . 5 𝐼 = (invr‘𝑆)
33 lclkrlem2m.m . . . . 5 − = (-g‘𝑈)
344, 5, 6dvhlvec 42166 . . . . 5 (𝜑 → 𝑈 ∈ LVec)
35 lclkrlem2v.j . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑋) = 0 )
36 lclkrlem2v.k . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸 + 𝐺)‘𝑌) = 0 )
371, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 2, 8, 9, 18, 19, 10, 11, 17, 3, 34, 35, 36lclkrlem2n 42577 . . . 4 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)))
3818snssd 4747 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝑉)
3919snssd 4747 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑌} ⊆ 𝑉)
404, 5, 1, 14dochdmj1 42447 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ {𝑋} ⊆ 𝑉 ∧ {𝑌} ⊆ 𝑉) → ( ⊥ ‘({𝑋} ∪ {𝑌})) = (( ⊥ ‘{𝑋}) ∩ ( ⊥ ‘{𝑌})))
416, 38, 39, 40syl3anc 1398 . . . . . 6 (𝜑 → ( ⊥ ‘({𝑋} ∪ {𝑌})) = (( ⊥ ‘{𝑋}) ∩ ( ⊥ ‘{𝑌})))
42 df-pr 4587 . . . . . . . . 9 {𝑋, 𝑌} = ({𝑋} ∪ {𝑌})
4342fveq2i 6888 . . . . . . . 8 (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) = (𝑁‘({𝑋} ∪ {𝑌}))
4443fveq2i 6888 . . . . . . 7 ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) = ( ⊥ ‘(𝑁‘({𝑋} ∪ {𝑌})))
4538, 39unssd 4138 . . . . . . . 8 (𝜑 → ({𝑋} ∪ {𝑌}) ⊆ 𝑉)
464, 5, 14, 1, 17, 6, 45dochocsp 42436 . . . . . . 7 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘({𝑋} ∪ {𝑌}))) = ( ⊥ ‘({𝑋} ∪ {𝑌})))
4744, 46eqtrid 2808 . . . . . 6 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) = ( ⊥ ‘({𝑋} ∪ {𝑌})))
48 lclkrlem2q.le . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐿‘𝐸) = ( ⊥ ‘{𝑋}))
49 lclkrlem2q.lg . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐿‘𝐺) = ( ⊥ ‘{𝑌}))
5048, 49ineq12d 4167 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐿‘𝐸) ∩ (𝐿‘𝐺)) = (( ⊥ ‘{𝑋}) ∩ ( ⊥ ‘{𝑌})))
5141, 47, 503eqtr4d 2806 . . . . 5 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) = ((𝐿‘𝐸) ∩ (𝐿‘𝐺)))
522, 3, 8, 9, 7, 10, 11lkrin 40221 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐿‘𝐸) ∩ (𝐿‘𝐺)) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)))
5351, 52eqsstrd 3965 . . . 4 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)))
5415lsssssubg 21233 . . . . . . 7 (𝑈 ∈ LMod → (LSubSp‘𝑈) ⊆ (SubGrp‘𝑈))
557, 54syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (LSubSp‘𝑈) ⊆ (SubGrp‘𝑈))
5655, 20sseldd 3932 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ (SubGrp‘𝑈))
574, 5, 1, 15, 14dochlss 42411 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ 𝑉) → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ∈ (LSubSp‘𝑈))
586, 24, 57syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ∈ (LSubSp‘𝑈))
5955, 58sseldd 3932 . . . . 5 (𝜑 → ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ∈ (SubGrp‘𝑈))
602, 3, 15lkrlss 40152 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ LMod ∧ (𝐸 + 𝐺) ∈ 𝐹) → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
617, 12, 60syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∈ (LSubSp‘𝑈))
6255, 61sseldd 3932 . . . . 5 (𝜑 → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∈ (SubGrp‘𝑈))
6316lsmlub 19878 . . . . 5 (((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ∈ (SubGrp‘𝑈) ∧ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ∈ (SubGrp‘𝑈) ∧ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∈ (SubGrp‘𝑈)) → (((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∧ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺))) ↔ ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊕ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺))))
6456, 59, 62, 63syl3anc 1398 . . . 4 (𝜑 → (((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) ∧ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌})) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺))) ↔ ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊕ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺))))
6537, 53, 64mpbi2and 725 . . 3 (𝜑 → ((𝑁‘{𝑋, 𝑌}) ⊕ ( ⊥ ‘(𝑁‘{𝑋, 𝑌}))) ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)))
6627, 65eqsstrrd 3966 . 2 (𝜑 → 𝑉 ⊆ (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)))
6713, 66eqssd 3948 1 (𝜑 → (𝐿‘(𝐸 + 𝐺)) = 𝑉)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  {csn 4584  {cpr 4586  ran crn 5652  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  Scalarcsca 17431   ·𝑠 cvsca 17432  0gc0g 17610  -gcsg 19146  SubGrpcsubg 19330  LSSumclsm 19848  invrcinvr 20617  LModclmod 21135  LSubSpclss 21206  LSpanclspn 21246  LFnlclfn 40114  LKerclk 40142  LDualcld 40180  HLchlt 40407  LHypclh 41041  DVecHcdvh 42135  DIsoHcdih 42285  ocHcoch 42404
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 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-riotaBAD 40010
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 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 8243  df-undef 8290  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-0g 17612  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-proset 18468  df-poset 18487  df-plt 18502  df-lub 18518  df-glb 18519  df-join 18520  df-meet 18521  df-p0 18597  df-p1 18598  df-lat 18606  df-clat 18673  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-subg 19333  df-cntz 19531  df-oppg 19560  df-lsm 19850  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-dvr 20631  df-drng 20982  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-lsp 21247  df-lvec 21378  df-lsatoms 40033  df-lcv 40076  df-lfl 40115  df-lkr 40143  df-ldual 40181  df-oposet 40233  df-ol 40235  df-oml 40236  df-covers 40323  df-ats 40324  df-atl 40355  df-cvlat 40379  df-hlat 40408  df-llines 40555  df-lplanes 40556  df-lvols 40557  df-lines 40558  df-psubsp 40560  df-pmap 40561  df-padd 40853  df-lhyp 41045  df-laut 41046  df-ldil 41161  df-ltrn 41162  df-trl 41216  df-tgrp 41800  df-tendo 41812  df-edring 41814  df-dveca 42060  df-disoa 42086  df-dvech 42136  df-dib 42196  df-dic 42230  df-dih 42286  df-doch 42405  df-djh 42452
This theorem is used by:  lclkrlem2w  42586
  Copyright terms: Public domain W3C validator