Theorem lshpkrlem3 40360

Description: Lemma for lshpkrex 40366. Defining property of 𝐺‘𝑋. (Contributed by NM, 15-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lshpkrlem.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
lshpkrlem.a	⊢ + = (+g‘𝑊)
lshpkrlem.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
lshpkrlem.p	⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
lshpkrlem.h	⊢ 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
lshpkrlem.w	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LVec)
lshpkrlem.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐻)
lshpkrlem.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑉)
lshpkrlem.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
lshpkrlem.e	⊢ (𝜑 → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑍})) = 𝑉)
lshpkrlem.d	⊢ 𝐷 = (Scalar‘𝑊)
lshpkrlem.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐷)
lshpkrlem.t	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
lshpkrlem.o	⊢ 0 = (0g‘𝐷)
lshpkrlem.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (℩𝑘 ∈ 𝐾 ∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍))))

Assertion

Ref	Expression
lshpkrlem3	⊢ (𝜑 → ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝑦, +   𝑘,𝐾,𝑥   0 ,𝑘   · ,𝑘,𝑥,𝑦   𝑈,𝑘,𝑥,𝑦   𝑥,𝑉   𝑘,𝑋,𝑥,𝑦   𝑘,𝑍,𝑥,𝑦   𝑧, +   𝑧,𝐺   𝑧,𝑈   𝑧,𝑋   𝑧,𝑍,𝑘,𝑥,𝑦   𝑧, ·

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   𝐷(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   ⊕ (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   𝐺(𝑥, 𝑦, 𝑘)   𝐻(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   𝐾(𝑦, 𝑧)   𝑁(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   𝑉(𝑦, 𝑧, 𝑘)   𝑊(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑘)   0 (𝑥, 𝑦, 𝑧)

Proof of Theorem lshpkrlem3

Dummy variable 𝑙 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lshpkrlem.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
2		lshpkrlem.a	. . . . 5 ⊢ + = (+g‘𝑊)
3		lshpkrlem.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
4		lshpkrlem.p	. . . . 5 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
5		lshpkrlem.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
6		lshpkrlem.w	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LVec)
7		lshpkrlem.u	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐻)
8		lshpkrlem.z	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑉)
9		lshpkrlem.x	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
10		lshpkrlem.e	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑍})) = 𝑉)
11		lshpkrlem.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = (Scalar‘𝑊)
12		lshpkrlem.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐷)
13		lshpkrlem.t	. . . . 5 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
14	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13	lshpsmreu 40357	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
15		riotasbc 7415	. . . 4 ⊢ (∃!𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) → [(℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
16	14, 15	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → [(℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
17		eqeq1 2767	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
18	17	rexbidv 3190	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
19	18	riotabidv 7399	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) = (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
20		lshpkrlem.g	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (℩𝑘 ∈ 𝐾 ∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍))))
21		oveq1 7447	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑘 · 𝑍) = (𝑙 · 𝑍))
22	21	oveq2d 7456	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑦 + (𝑘 · 𝑍)) = (𝑦 + (𝑙 · 𝑍)))
23	22	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍)) ↔ 𝑥 = (𝑦 + (𝑙 · 𝑍))))
24	23	rexbidv 3190	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍)) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑙 · 𝑍))))
25		oveq1 7447	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 + (𝑙 · 𝑍)) = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
26	25	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑥 = (𝑦 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
27	26	cbvrexvw 3245	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
28	24, 27	bitrdi 290	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍)) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
29	28	cbvriotavw 7407	. . . . . . 7 ⊢ (℩𝑘 ∈ 𝐾 ∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍))) = (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
30	29	mpteq2i 5204	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (℩𝑘 ∈ 𝐾 ∃𝑦 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑦 + (𝑘 · 𝑍)))) = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
31	20, 30	eqtri 2786	. . . . 5 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑥 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
32		riotaex 7401	. . . . 5 ⊢ (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) ∈ V
33	19, 31, 32	fvmpt 7013	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (𝐺‘𝑋) = (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
34		dfsbcq 3744	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘𝑋) = (℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) → ([(𝐺‘𝑋) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ [(℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
35	9, 33, 34	3syl 19	. . 3 ⊢ (𝜑 → ([(𝐺‘𝑋) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ [(℩𝑙 ∈ 𝐾 ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍))))
36	16, 35	mpbird 260	. 2 ⊢ (𝜑 → [(𝐺‘𝑋) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)))
37		fvex 6918	. . 3 ⊢ (𝐺‘𝑋) ∈ V
38		oveq1 7447	. . . . . 6 ⊢ (𝑙 = (𝐺‘𝑋) → (𝑙 · 𝑍) = ((𝐺‘𝑋) · 𝑍))
39	38	oveq2d 7456	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = (𝐺‘𝑋) → (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍)))
40	39	eqeq2d 2774	. . . 4 ⊢ (𝑙 = (𝐺‘𝑋) → (𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ 𝑋 = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍))))
41	40	rexbidv 3190	. . 3 ⊢ (𝑙 = (𝐺‘𝑋) → (∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍))))
42	37, 41	sbcie 3783	. 2 ⊢ ([(𝐺‘𝑋) / 𝑙]∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + (𝑙 · 𝑍)) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍)))
43	36, 42	sylib 221	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑧 ∈ 𝑈 𝑋 = (𝑧 + ((𝐺‘𝑋) · 𝑍)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∃wrex 3090  ∃!wreu 3367  [wsbc 3742  {csn 4588   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6555  ℩crio 7396  (class class class)co 7440  Basecbs 17413  +_gcplusg 17454  Scalarcsca 17457   ·_𝑠 cvsca 17458  0_gc0g 17636  LSSumclsm 19875  LSpanclspn 21273  LVecclvec 21404  LSHypclsh 40223

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-tpos 8268  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-0g 17638  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-submnd 19005  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-subg 19359  df-cntz 19558  df-lsm 19877  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-oppr 20594  df-dvdsr 20614  df-unit 20615  df-invr 20645  df-drng 21009  df-lmod 21164  df-lss 21234  df-lsp 21274  df-lvec 21405  df-lshyp 40225

This theorem is used by:  lshpkrlem6  40363