Theorem lkrlsp 39975

Description: The subspace sum of a kernel and the span of a vector not in the kernel (by ellkr 39962) is the whole vector space. (Contributed by NM, 19-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lkrlsp.d	⊢ 𝐷 = (Scalar‘𝑊)
lkrlsp.o	⊢ 0 = (0g‘𝐷)
lkrlsp.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
lkrlsp.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
lkrlsp.p	⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
lkrlsp.f	⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑊)
lkrlsp.k	⊢ 𝐾 = (LKer‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
lkrlsp	⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑉)

Proof of Theorem lkrlsp

Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lveclmod 21290	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
2	1	3ad2ant1 1151	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → 𝑊 ∈ LMod)
3		simp2r 1219	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → 𝐺 ∈ 𝐹)
4		lkrlsp.f	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (LFnl‘𝑊)
5		lkrlsp.k	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 = (LKer‘𝑊)
6		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
7	4, 5, 6	lkrlss 39968	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝐾‘𝐺) ∈ (LSubSp‘𝑊))
8	2, 3, 7	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → (𝐾‘𝐺) ∈ (LSubSp‘𝑊))
9		simp2l 1218	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → 𝑋 ∈ 𝑉)
10		lkrlsp.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
11		lkrlsp.n	. . . . . 6 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
12	10, 6, 11	lspsncl 21161	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
13	2, 9, 12	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
14		lkrlsp.p	. . . . 5 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
15	6, 14	lsmcl 21267	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐾‘𝐺) ∈ (LSubSp‘𝑊) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊)) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) ∈ (LSubSp‘𝑊))
16	2, 8, 13, 15	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) ∈ (LSubSp‘𝑊))
17	10, 6	lssss 21120	. . 3 ⊢ (((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) ∈ (LSubSp‘𝑊) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) ⊆ 𝑉)
18	16, 17	syl 18	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) ⊆ 𝑉)
19		simpl1 1210	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝑊 ∈ LVec)
20	19, 1	syl 18	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝑊 ∈ LMod)
21		simpr 490	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝑢 ∈ 𝑉)
22		lkrlsp.d	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐷 = (Scalar‘𝑊)
23	22	lmodring 21052	. . . . . . 7 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝐷 ∈ Ring)
24	20, 23	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝐷 ∈ Ring)
25		simpl2r 1246	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝐺 ∈ 𝐹)
26		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
27	22, 26, 10, 4	lflcl 39937	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺 ∈ 𝐹 ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷))
28	19, 25, 21, 27	syl3anc 1398	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷))
29	22	lvecdrng 21289	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → 𝐷 ∈ DivRing)
30	19, 29	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝐷 ∈ DivRing)
31		simpl2l 1245	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝑋 ∈ 𝑉)
32	22, 26, 10, 4	lflcl 39937	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝐷))
33	19, 25, 31, 32	syl3anc 1398	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝐷))
34		simpl3 1212	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘𝑋) ≠ 0 )
35		lkrlsp.o	. . . . . . . 8 ⊢ 0 = (0g‘𝐷)
36		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (invr‘𝐷) = (invr‘𝐷)
37	26, 35, 36	drnginvrcl 20920	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ DivRing ∧ (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝐷) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝐷))
38	30, 33, 34, 37	syl3anc 1398	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝐷))
39		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝐷) = (.r‘𝐷)
40	26, 39	ringcl 20389	. . . . . 6 ⊢ ((𝐷 ∈ Ring ∧ (𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷) ∧ ((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝐷)) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))) ∈ (Base‘𝐷))
41	24, 28, 38, 40	syl3anc 1398	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))) ∈ (Base‘𝐷))
42		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑊)
43	10, 22, 42, 26	lmodvscl 21062	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))) ∈ (Base‘𝐷) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ 𝑉)
44	20, 41, 31, 43	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ 𝑉)
45		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊)
46		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (-g‘𝑊) = (-g‘𝑊)
47	10, 45, 46	lmodvnpcan 21100	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑢 ∈ 𝑉 ∧ (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ 𝑉) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))(+g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) = 𝑢)
48	20, 21, 44, 47	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))(+g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) = 𝑢)
49	6	lsssssubg 21142	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → (LSubSp‘𝑊) ⊆ (SubGrp‘𝑊))
50	20, 49	syl 18	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (LSubSp‘𝑊) ⊆ (SubGrp‘𝑊))
51	8	adantr 486	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐾‘𝐺) ∈ (LSubSp‘𝑊))
52	50, 51	sseldd 3932	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐾‘𝐺) ∈ (SubGrp‘𝑊))
53	13	adantr 486	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
54	50, 53	sseldd 3932	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (SubGrp‘𝑊))
55	10, 46	lmodvsubcl 21091	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑢 ∈ 𝑉 ∧ (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ 𝑉) → (𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ 𝑉)
56	20, 21, 44, 55	syl3anc 1398	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ 𝑉)
57		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (-g‘𝐷) = (-g‘𝐷)
58	22, 57, 10, 46, 4	lflsub 39940	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹 ∧ (𝑢 ∈ 𝑉 ∧ (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ 𝑉)) → (𝐺‘(𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))))
59	20, 25, 21, 44, 58	syl112anc 1401	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘(𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))))
60	22, 26, 39, 10, 42, 4	lflmul 39941	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹 ∧ (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))) ∈ (Base‘𝐷) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉)) → (𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) = (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)))
61	20, 25, 41, 31, 60	syl112anc 1401	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) = (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)))
62	26, 39	ringass 20392	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐷 ∈ Ring ∧ ((𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷) ∧ ((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)) ∈ (Base‘𝐷) ∧ (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝐷))) → (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)) = ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋))))
63	24, 28, 38, 33, 62	syl13anc 1399	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)) = ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋))))
64		eqid 2760	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1r‘𝐷) = (1r‘𝐷)
65	26, 35, 39, 64, 36	drnginvrl 20923	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐷 ∈ DivRing ∧ (𝐺‘𝑋) ∈ (Base‘𝐷) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → (((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)) = (1r‘𝐷))
66	30, 33, 34, 65	syl3anc 1398	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋)) = (1r‘𝐷))
67	66	oveq2d 7429	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋))) = ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(1r‘𝐷)))
68	26, 39, 64	ringridm 20411	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐷 ∈ Ring ∧ (𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷)) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(1r‘𝐷)) = (𝐺‘𝑢))
69	24, 28, 68	syl2anc 596	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(1r‘𝐷)) = (𝐺‘𝑢))
70	67, 69	eqtrd 2795	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)(((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋))(.r‘𝐷)(𝐺‘𝑋))) = (𝐺‘𝑢))
71	61, 63, 70	3eqtrd 2799	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) = (𝐺‘𝑢))
72	71	oveq2d 7429	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘𝑢)))
73	22	lmodfgrp 21053	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝐷 ∈ Grp)
74	20, 73	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝐷 ∈ Grp)
75	26, 35, 57	grpsubid 19147	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ Grp ∧ (𝐺‘𝑢) ∈ (Base‘𝐷)) → ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘𝑢)) = 0 )
76	74, 28, 75	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝐺‘𝑢)(-g‘𝐷)(𝐺‘𝑢)) = 0 )
77	59, 72, 76	3eqtrd 2799	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝐺‘(𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = 0 )
78	10, 22, 35, 4, 5	ellkr 39962	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ (𝐾‘𝐺) ↔ ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ 𝑉 ∧ (𝐺‘(𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = 0 )))
79	19, 25, 78	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ (𝐾‘𝐺) ↔ ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ 𝑉 ∧ (𝐺‘(𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))) = 0 )))
80	56, 77, 79	mpbir2and 726	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ (𝐾‘𝐺))
81	10, 42, 22, 26, 11, 20, 41, 31	ellspsni 21185	. . . 4 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘{𝑋}))
82	45, 14	lsmelvali 19777	. . . 4 ⊢ ((((𝐾‘𝐺) ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ∈ (SubGrp‘𝑊)) ∧ ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ (𝐾‘𝐺) ∧ (((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘{𝑋}))) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))(+g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})))
83	52, 54, 80, 81, 82	syl22anc 852	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → ((𝑢(-g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋))(+g‘𝑊)(((𝐺‘𝑢)(.r‘𝐷)((invr‘𝐷)‘(𝐺‘𝑋)))( ·𝑠 ‘𝑊)𝑋)) ∈ ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})))
84	48, 83	eqeltrrd 2861	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) ∧ 𝑢 ∈ 𝑉) → 𝑢 ∈ ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})))
85	18, 84	eqelssd 3952	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (𝐺‘𝑋) ≠ 0 ) → ((𝐾‘𝐺) ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑉)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955   ⊆ wss 3899  {csn 4584  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413  Basecbs 17301  +_gcplusg 17342  ._rcmulr 17343  Scalarcsca 17345   ·_𝑠 cvsca 17346  0_gc0g 17524  Grpcgrp 19057  -_gcsg 19059  SubGrpcsubg 19243  LSSumclsm 19761  1_rcur 20320  Ringcrg 20372  inv_rcinvr 20528  DivRingcdr 20890  LModclmod 21044  LSubSpclss 21115  LSpanclspn 21155  LVecclvec 21286  LFnlclfn 39930  LKerclk 39958

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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

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 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 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-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-tpos 8224  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-map 8828  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-2 12327  df-3 12328  df-sets 17256  df-slot 17274  df-ndx 17286  df-base 17302  df-ress 17323  df-plusg 17355  df-mulr 17356  df-0g 17526  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-submnd 18892  df-grp 19060  df-minusg 19061  df-sbg 19062  df-subg 19246  df-cntz 19444  df-lsm 19763  df-cmn 19909  df-abl 19910  df-mgp 20274  df-rng 20288  df-ur 20321  df-ring 20374  df-oppr 20478  df-dvdsr 20498  df-unit 20499  df-invr 20529  df-drng 20892  df-lmod 21046  df-lss 21116  df-lsp 21156  df-lvec 21287  df-lfl 39931  df-lkr 39959

This theorem is used by:  lkrlsp2  39976