Theorem lshpnel 38972

Description: A hyperplane's generating vector does not belong to the hyperplane. (Contributed by NM, 3-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lshpnel.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
lshpnel.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
lshpnel.p	⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
lshpnel.h	⊢ 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
lshpnel.w	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
lshpnel.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐻)
lshpnel.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
lshpnel.e	⊢ (𝜑 → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
lshpnel	⊢ (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)

Proof of Theorem lshpnel

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lshpnel.v	. . 3 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
2		lshpnel.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (LSHyp‘𝑊)
3		lshpnel.w	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
4		lshpnel.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐻)
5	1, 2, 3, 4	lshpne 38971	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ≠ 𝑉)
6	3	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑊 ∈ LMod)
7		eqid 2729	. . . . . . . . 9 ⊢ (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
8	7	lsssssubg 20861	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → (LSubSp‘𝑊) ⊆ (SubGrp‘𝑊))
9	6, 8	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (LSubSp‘𝑊) ⊆ (SubGrp‘𝑊))
10	7, 2, 3, 4	lshplss 38970	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ (LSubSp‘𝑊))
11	10	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑈 ∈ (LSubSp‘𝑊))
12	9, 11	sseldd 3936	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
13		lshpnel.x	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
14	13	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑋 ∈ 𝑉)
15		lshpnel.n	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
16	1, 7, 15	lspsncl 20880	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
17	6, 14, 16	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
18	9, 17	sseldd 3936	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (SubGrp‘𝑊))
19		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑋 ∈ 𝑈)
20	7, 15, 6, 11, 19	ellspsn5 20899	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (𝑁‘{𝑋}) ⊆ 𝑈)
21		lshpnel.p	. . . . . . 7 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
22	21	lsmss2 19546	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑁‘{𝑋}) ⊆ 𝑈) → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑈)
23	12, 18, 20, 22	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑈)
24		lshpnel.e	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑉)
25	24	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → (𝑈 ⊕ (𝑁‘{𝑋})) = 𝑉)
26	23, 25	eqtr3d 2766	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝑈) → 𝑈 = 𝑉)
27	26	ex 412	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∈ 𝑈 → 𝑈 = 𝑉))
28	27	necon3ad 2938	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ≠ 𝑉 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈))
29	5, 28	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925   ⊆ wss 3903  {csn 4577  ‘cfv 6482  (class class class)co 7349  Basecbs 17120  SubGrpcsubg 18999  LSSumclsm 19513  LModclmod 20763  LSubSpclss 20834  LSpanclspn 20874  LSHypclsh 38964

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 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-er 8625  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-nn 12129  df-2 12191  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-0g 17345  df-mgm 18514  df-sgrp 18593  df-mnd 18609  df-submnd 18658  df-grp 18815  df-minusg 18816  df-sbg 18817  df-subg 19002  df-lsm 19515  df-mgp 20026  df-ur 20067  df-ring 20120  df-lmod 20765  df-lss 20835  df-lsp 20875  df-lshyp 38966

This theorem is referenced by:  lshpnelb  38973  lshpne0  38975  lshpdisj  38976