Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcvexchlem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcvexchlem5 36043
Description: Lemma for lcvexch 36044. (Contributed by NM, 10-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lcvexch.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lcvexch.p = (LSSum‘𝑊)
lcvexch.c 𝐶 = ( ⋖L𝑊)
lcvexch.w (𝜑𝑊 ∈ LMod)
lcvexch.t (𝜑𝑇𝑆)
lcvexch.u (𝜑𝑈𝑆)
lcvexch.g (𝜑 → (𝑇𝑈)𝐶𝑈)
Assertion
Ref Expression
lcvexchlem5 (𝜑𝑇𝐶(𝑇 𝑈))

Proof of Theorem lcvexchlem5
Dummy variables 𝑠 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lcvexch.s . . . 4 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
2 lcvexch.c . . . 4 𝐶 = ( ⋖L𝑊)
3 lcvexch.w . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
4 lcvexch.t . . . . 5 (𝜑𝑇𝑆)
5 lcvexch.u . . . . 5 (𝜑𝑈𝑆)
61lssincl 19659 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇𝑈) ∈ 𝑆)
73, 4, 5, 6syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝑇𝑈) ∈ 𝑆)
8 lcvexch.g . . . 4 (𝜑 → (𝑇𝑈)𝐶𝑈)
91, 2, 3, 7, 5, 8lcvpss 36029 . . 3 (𝜑 → (𝑇𝑈) ⊊ 𝑈)
10 lcvexch.p . . . 4 = (LSSum‘𝑊)
111, 10, 2, 3, 4, 5lcvexchlem1 36039 . . 3 (𝜑 → (𝑇 ⊊ (𝑇 𝑈) ↔ (𝑇𝑈) ⊊ 𝑈))
129, 11mpbird 258 . 2 (𝜑𝑇 ⊊ (𝑇 𝑈))
13 simp3l 1195 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑇𝑠)
1413ssrind 4215 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈))
15 inss2 4209 . . . . . . 7 (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈
1614, 15jctir 521 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈))
1783ad2ant1 1127 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (𝑇𝑈)𝐶𝑈)
181, 2, 3, 7, 5lcvbr3 36028 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑇𝑈)𝐶𝑈 ↔ ((𝑇𝑈) ⊊ 𝑈 ∧ ∀𝑟𝑆 (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈)))))
1918adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆) → ((𝑇𝑈)𝐶𝑈 ↔ ((𝑇𝑈) ⊊ 𝑈 ∧ ∀𝑟𝑆 (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈)))))
203adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝑆) → 𝑊 ∈ LMod)
21 simpr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝑆) → 𝑠𝑆)
225adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝑆) → 𝑈𝑆)
231lssincl 19659 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑠𝑆𝑈𝑆) → (𝑠𝑈) ∈ 𝑆)
2420, 21, 22, 23syl3anc 1365 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑠𝑆) → (𝑠𝑈) ∈ 𝑆)
25 sseq2 3996 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 = (𝑠𝑈) → ((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟 ↔ (𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈)))
26 sseq1 3995 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 = (𝑠𝑈) → (𝑟𝑈 ↔ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈))
2725, 26anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑟 = (𝑠𝑈) → (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) ↔ ((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈)))
28 eqeq1 2829 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 = (𝑠𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ↔ (𝑠𝑈) = (𝑇𝑈)))
29 eqeq1 2829 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 = (𝑠𝑈) → (𝑟 = 𝑈 ↔ (𝑠𝑈) = 𝑈))
3028, 29orbi12d 914 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑟 = (𝑠𝑈) → ((𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈) ↔ ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈)))
3127, 30imbi12d 346 . . . . . . . . . . . 12 (𝑟 = (𝑠𝑈) → ((((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈)) ↔ (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
3231rspcv 3621 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠𝑈) ∈ 𝑆 → (∀𝑟𝑆 (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈)) → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
3324, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑠𝑆) → (∀𝑟𝑆 (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈)) → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
3433adantld 491 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆) → (((𝑇𝑈) ⊊ 𝑈 ∧ ∀𝑟𝑆 (((𝑇𝑈) ⊆ 𝑟𝑟𝑈) → (𝑟 = (𝑇𝑈) ∨ 𝑟 = 𝑈))) → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
3519, 34sylbid 241 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑆) → ((𝑇𝑈)𝐶𝑈 → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
36353adant3 1126 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑇𝑈)𝐶𝑈 → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))))
3717, 36mpd 15 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (((𝑇𝑈) ⊆ (𝑠𝑈) ∧ (𝑠𝑈) ⊆ 𝑈) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈)))
3816, 37mpd 15 . . . . 5 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈))
39 oveq1 7158 . . . . . . 7 ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) → ((𝑠𝑈) 𝑇) = ((𝑇𝑈) 𝑇))
4033ad2ant1 1127 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑊 ∈ LMod)
4143ad2ant1 1127 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑇𝑆)
4253ad2ant1 1127 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑈𝑆)
43 simp2 1131 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑠𝑆)
44 simp3r 1196 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → 𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))
451, 10, 2, 40, 41, 42, 43, 13, 44lcvexchlem3 36041 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑠𝑈) 𝑇) = 𝑠)
461lsssssubg 19652 . . . . . . . . . . . 12 (𝑊 ∈ LMod → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
473, 46syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
4847, 7sseldd 3971 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝑊))
4947, 4sseldd 3971 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊))
50 inss1 4208 . . . . . . . . . . 11 (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇
5150a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇)
5210lsmss1 18713 . . . . . . . . . 10 (((𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇) → ((𝑇𝑈) 𝑇) = 𝑇)
5348, 49, 51, 52syl3anc 1365 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑇𝑈) 𝑇) = 𝑇)
54533ad2ant1 1127 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑇𝑈) 𝑇) = 𝑇)
5545, 54eqeq12d 2841 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (((𝑠𝑈) 𝑇) = ((𝑇𝑈) 𝑇) ↔ 𝑠 = 𝑇))
5639, 55syl5ib 245 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) → 𝑠 = 𝑇))
57 oveq1 7158 . . . . . . 7 ((𝑠𝑈) = 𝑈 → ((𝑠𝑈) 𝑇) = (𝑈 𝑇))
58 lmodabl 19603 . . . . . . . . . . 11 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Abel)
593, 58syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑊 ∈ Abel)
6047, 5sseldd 3971 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
6110lsmcom 18900 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ Abel ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊)) → (𝑈 𝑇) = (𝑇 𝑈))
6259, 60, 49, 61syl3anc 1365 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑈 𝑇) = (𝑇 𝑈))
63623ad2ant1 1127 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (𝑈 𝑇) = (𝑇 𝑈))
6445, 63eqeq12d 2841 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (((𝑠𝑈) 𝑇) = (𝑈 𝑇) ↔ 𝑠 = (𝑇 𝑈)))
6557, 64syl5ib 245 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → ((𝑠𝑈) = 𝑈𝑠 = (𝑇 𝑈)))
6656, 65orim12d 960 . . . . 5 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (((𝑠𝑈) = (𝑇𝑈) ∨ (𝑠𝑈) = 𝑈) → (𝑠 = 𝑇𝑠 = (𝑇 𝑈))))
6738, 66mpd 15 . . . 4 ((𝜑𝑠𝑆 ∧ (𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈))) → (𝑠 = 𝑇𝑠 = (𝑇 𝑈)))
68673exp 1113 . . 3 (𝜑 → (𝑠𝑆 → ((𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈)) → (𝑠 = 𝑇𝑠 = (𝑇 𝑈)))))
6968ralrimiv 3185 . 2 (𝜑 → ∀𝑠𝑆 ((𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈)) → (𝑠 = 𝑇𝑠 = (𝑇 𝑈))))
701, 10lsmcl 19777 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇 𝑈) ∈ 𝑆)
713, 4, 5, 70syl3anc 1365 . . 3 (𝜑 → (𝑇 𝑈) ∈ 𝑆)
721, 2, 3, 4, 71lcvbr3 36028 . 2 (𝜑 → (𝑇𝐶(𝑇 𝑈) ↔ (𝑇 ⊊ (𝑇 𝑈) ∧ ∀𝑠𝑆 ((𝑇𝑠𝑠 ⊆ (𝑇 𝑈)) → (𝑠 = 𝑇𝑠 = (𝑇 𝑈))))))
7312, 69, 72mpbir2and 709 1 (𝜑𝑇𝐶(𝑇 𝑈))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  wo 843  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wral 3142  cin 3938  wss 3939  wpss 3940   class class class wbr 5062  cfv 6351  (class class class)co 7151  SubGrpcsubg 18205  LSSumclsm 18681  Abelcabl 18829  LModclmod 19556  LSubSpclss 19625  L clcv 36023
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 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2797  ax-rep 5186  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-int 4874  df-iun 4918  df-iin 4919  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-tpos 7886  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-oadd 8100  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-2 11692  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-0g 16707  df-mre 16849  df-mrc 16850  df-acs 16852  df-mgm 17844  df-sgrp 17892  df-mnd 17903  df-submnd 17947  df-grp 18038  df-minusg 18039  df-sbg 18040  df-subg 18208  df-cntz 18379  df-oppg 18406  df-lsm 18683  df-cmn 18830  df-abl 18831  df-mgp 19162  df-ur 19174  df-ring 19221  df-lmod 19558  df-lss 19626  df-lcv 36024
This theorem is referenced by:  lcvexch  36044
  Copyright terms: Public domain W3C validator