Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lkrlsp2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lkrlsp2 38276
Description: The subspace sum of a kernel and the span of a vector not in the kernel is the whole vector space. (Contributed by NM, 12-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lkrlsp2.v 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
lkrlsp2.n 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
lkrlsp2.p βŠ• = (LSSumβ€˜π‘Š)
lkrlsp2.f 𝐹 = (LFnlβ€˜π‘Š)
lkrlsp2.k 𝐾 = (LKerβ€˜π‘Š)
Assertion
Ref Expression
lkrlsp2 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ Β¬ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ)) β†’ ((πΎβ€˜πΊ) βŠ• (π‘β€˜{𝑋})) = 𝑉)

Proof of Theorem lkrlsp2
StepHypRef Expression
1 simp2l 1197 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
2 simp3 1136 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3 simp1 1134 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ π‘Š ∈ LVec)
4 simp2r 1198 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ 𝐺 ∈ 𝐹)
5 lkrlsp2.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
6 eqid 2730 . . . . . . . 8 (Scalarβ€˜π‘Š) = (Scalarβ€˜π‘Š)
7 eqid 2730 . . . . . . . 8 (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
8 lkrlsp2.f . . . . . . . 8 𝐹 = (LFnlβ€˜π‘Š)
9 lkrlsp2.k . . . . . . . 8 𝐾 = (LKerβ€˜π‘Š)
105, 6, 7, 8, 9ellkr 38262 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ LVec ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) β†’ (𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))))
113, 4, 10syl2anc 582 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ (𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))))
121, 2, 11mpbir2and 709 . . . . 5 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ))
13123expia 1119 . . . 4 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹)) β†’ ((πΊβ€˜π‘‹) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) β†’ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ)))
1413necon3bd 2952 . . 3 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹)) β†’ (Β¬ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ) β†’ (πΊβ€˜π‘‹) β‰  (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))))
15143impia 1115 . 2 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ Β¬ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ)) β†’ (πΊβ€˜π‘‹) β‰  (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
16 lkrlsp2.n . . 3 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
17 lkrlsp2.p . . 3 βŠ• = (LSSumβ€˜π‘Š)
186, 7, 5, 16, 17, 8, 9lkrlsp 38275 . 2 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ (πΊβ€˜π‘‹) β‰  (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ ((πΎβ€˜πΊ) βŠ• (π‘β€˜{𝑋})) = 𝑉)
1915, 18syld3an3 1407 1 ((π‘Š ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) ∧ Β¬ 𝑋 ∈ (πΎβ€˜πΊ)) β†’ ((πΎβ€˜πΊ) βŠ• (π‘β€˜{𝑋})) = 𝑉)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   β‰  wne 2938  {csn 4627  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7411  Basecbs 17148  Scalarcsca 17204  0gc0g 17389  LSSumclsm 19543  LSpanclspn 20726  LVecclvec 20857  LFnlclfn 38230  LKerclk 38258
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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-tpos 8213  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-sets 17101  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-ress 17178  df-plusg 17214  df-mulr 17215  df-0g 17391  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18706  df-grp 18858  df-minusg 18859  df-sbg 18860  df-subg 19039  df-cntz 19222  df-lsm 19545  df-cmn 19691  df-abl 19692  df-mgp 20029  df-rng 20047  df-ur 20076  df-ring 20129  df-oppr 20225  df-dvdsr 20248  df-unit 20249  df-invr 20279  df-drng 20502  df-lmod 20616  df-lss 20687  df-lsp 20727  df-lvec 20858  df-lfl 38231  df-lkr 38259
This theorem is referenced by:  lkrlsp3  38277
  Copyright terms: Public domain W3C validator