Theorem lnon0 31087

Description: The domain of a nonzero linear operator contains a nonzero vector. (Contributed by NM, 15-Dec-2007.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
lnon0.1	⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
lnon0.6	⊢ 𝑍 = (0vec‘𝑈)
lnon0.0	⊢ 𝑂 = (𝑈 0op 𝑊)
lnon0.7	⊢ 𝐿 = (𝑈 LnOp 𝑊)

Assertion

Ref	Expression
lnon0	⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) ∧ 𝑇 ≠ 𝑂) → ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐿   𝑥,𝑇   𝑥,𝑈   𝑥,𝑊   𝑥,𝑋

Allowed substitution hints:   𝑂(𝑥)   𝑍(𝑥)

Proof of Theorem lnon0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ralnex 3097	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ 𝑥 ≠ 𝑍 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍)
2		nne 2968	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑥 ≠ 𝑍 ↔ 𝑥 = 𝑍)
3	2	ralbii 3117	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ 𝑥 ≠ 𝑍 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍)
4	1, 3	bitr3i 280	. . . 4 ⊢ (¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍)
5		fveq2 6879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑍 → (𝑇‘𝑥) = (𝑇‘𝑍))
6		lnon0.1	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
7		eqid 2769	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (BaseSet‘𝑊) = (BaseSet‘𝑊)
8		lnon0.6	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑍 = (0vec‘𝑈)
9		eqid 2769	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0vec‘𝑊) = (0vec‘𝑊)
10		lnon0.7	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐿 = (𝑈 LnOp 𝑊)
11	6, 7, 8, 9, 10	lno0 31045	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (𝑇‘𝑍) = (0vec‘𝑊))
12	5, 11	sylan9eqr 2826	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) ∧ 𝑥 = 𝑍) → (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊))
13	12	ex 417	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (𝑥 = 𝑍 → (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊)))
14	13	ralimdv 3185	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊)))
15	6, 7, 10	lnof 31044	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → 𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊))
16	15	ffnd 6704	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → 𝑇 Fn 𝑋)
17	14, 16	jctild 534	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍 → (𝑇 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊))))
18		fconstfv 7208	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇:𝑋⟶{(0vec‘𝑊)} ↔ (𝑇 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊)))
19		fvex 6892	. . . . . . . 8 ⊢ (0vec‘𝑊) ∈ V
20	19	fconst2 7201	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇:𝑋⟶{(0vec‘𝑊)} ↔ 𝑇 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)}))
21	18, 20	bitr3i 280	. . . . . 6 ⊢ ((𝑇 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑇‘𝑥) = (0vec‘𝑊)) ↔ 𝑇 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)}))
22	17, 21	imbitrdi 254	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍 → 𝑇 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)})))
23		lnon0.0	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑂 = (𝑈 0op 𝑊)
24	6, 9, 23	0ofval 31076	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec) → 𝑂 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)}))
25	24	3adant3 1148	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → 𝑂 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)}))
26	25	eqeq2d 2780	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (𝑇 = 𝑂 ↔ 𝑇 = (𝑋 × {(0vec‘𝑊)})))
27	22, 26	sylibrd 262	. . . 4 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 = 𝑍 → 𝑇 = 𝑂))
28	4, 27	biimtrid 245	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍 → 𝑇 = 𝑂))
29	28	necon1ad 2981	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) → (𝑇 ≠ 𝑂 → ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍))
30	29	imp 411	1 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) ∧ 𝑇 ≠ 𝑂) → ∃𝑥 ∈ 𝑋 𝑥 ≠ 𝑍)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ∀wral 3085  ∃wrex 3095  {csn 4591   × cxp 5657   Fn wfn 6528  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7408  NrmCVeccnv 30873  BaseSetcba 30875  0_veccn0v 30877   LnOp clno 31029   0_op c0o 31032

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-id 5554  df-po 5567  df-so 5568  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  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 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-ltxr 11244  df-sub 11439  df-neg 11440  df-grpo 30782  df-gid 30783  df-ginv 30784  df-ablo 30834  df-vc 30848  df-nv 30881  df-va 30884  df-ba 30885  df-sm 30886  df-0v 30887  df-nmcv 30889  df-lno 31033  df-0o 31036

This theorem is referenced by: (None)