MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lsppratlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lsppratlem1 20906
Description: Lemma for lspprat 20912. Let π‘₯ ∈ (π‘ˆ βˆ– {0}) (if there is no such π‘₯ then π‘ˆ is the zero subspace), and let 𝑦 ∈ (π‘ˆ βˆ– (π‘β€˜{π‘₯})) (assuming the conclusion is false). The goal is to write 𝑋, π‘Œ in terms of π‘₯, 𝑦, which would normally be done by solving the system of linear equations. The span equivalent of this process is lspsolv 20902 (hence the name), which we use extensively below. In this lemma, we show that since π‘₯ ∈ (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}), either π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ}) or 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ}). (Contributed by NM, 29-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lspprat.v 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
lspprat.s 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
lspprat.n 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
lspprat.w (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LVec)
lspprat.u (πœ‘ β†’ π‘ˆ ∈ 𝑆)
lspprat.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
lspprat.y (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ 𝑉)
lspprat.p (πœ‘ β†’ π‘ˆ ⊊ (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}))
lsppratlem1.o 0 = (0gβ€˜π‘Š)
lsppratlem1.x2 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ (π‘ˆ βˆ– { 0 }))
lsppratlem1.y2 (πœ‘ β†’ 𝑦 ∈ (π‘ˆ βˆ– (π‘β€˜{π‘₯})))
Assertion
Ref Expression
lsppratlem1 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ}) ∨ 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ})))

Proof of Theorem lsppratlem1
StepHypRef Expression
1 lspprat.w . . . . . 6 (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LVec)
21adantr 480 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ π‘Š ∈ LVec)
3 lspprat.y . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ 𝑉)
43snssd 4812 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ {π‘Œ} βŠ† 𝑉)
54adantr 480 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ {π‘Œ} βŠ† 𝑉)
6 lspprat.x . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
76adantr 480 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
8 lspprat.p . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ π‘ˆ ⊊ (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}))
98pssssd 4097 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ π‘ˆ βŠ† (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}))
10 lsppratlem1.x2 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ (π‘ˆ βˆ– { 0 }))
1110eldifad 3960 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ π‘ˆ)
129, 11sseldd 3983 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}))
13 prcom 4736 . . . . . . . . . 10 {𝑋, π‘Œ} = {π‘Œ, 𝑋}
14 df-pr 4631 . . . . . . . . . 10 {π‘Œ, 𝑋} = ({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})
1513, 14eqtri 2759 . . . . . . . . 9 {𝑋, π‘Œ} = ({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})
1615fveq2i 6894 . . . . . . . 8 (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}) = (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋}))
1712, 16eleqtrdi 2842 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})))
1817anim1i 614 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ (π‘₯ ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})) ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})))
19 eldif 3958 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ ((π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})) βˆ– (π‘β€˜{π‘Œ})) ↔ (π‘₯ ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})) ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})))
2018, 19sylibr 233 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ π‘₯ ∈ ((π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})) βˆ– (π‘β€˜{π‘Œ})))
21 lspprat.v . . . . . 6 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
22 lspprat.s . . . . . 6 𝑆 = (LSubSpβ€˜π‘Š)
23 lspprat.n . . . . . 6 𝑁 = (LSpanβ€˜π‘Š)
2421, 22, 23lspsolv 20902 . . . . 5 ((π‘Š ∈ LVec ∧ ({π‘Œ} βŠ† 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ π‘₯ ∈ ((π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})) βˆ– (π‘β€˜{π‘Œ})))) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})))
252, 5, 7, 20, 24syl13anc 1371 . . . 4 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})))
26 df-pr 4631 . . . . . 6 {π‘Œ, π‘₯} = ({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})
27 prcom 4736 . . . . . 6 {π‘Œ, π‘₯} = {π‘₯, π‘Œ}
2826, 27eqtr3i 2761 . . . . 5 ({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯}) = {π‘₯, π‘Œ}
2928fveq2i 6894 . . . 4 (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})) = (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ})
3025, 29eleqtrdi 2842 . . 3 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ}))
3130ex 412 . 2 (πœ‘ β†’ (Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ}) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ})))
3231orrd 860 1 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ}) ∨ 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ})))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ∧ wa 395   ∨ wo 844   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   βˆ– cdif 3945   βˆͺ cun 3946   βŠ† wss 3948   ⊊ wpss 3949  {csn 4628  {cpr 4630  β€˜cfv 6543  Basecbs 17149  0gc0g 17390  LSubSpclss 20687  LSpanclspn 20727  LVecclvec 20858
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-tpos 8215  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-er 8707  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-0g 17392  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-grp 18859  df-minusg 18860  df-sbg 18861  df-cmn 19692  df-abl 19693  df-mgp 20030  df-rng 20048  df-ur 20077  df-ring 20130  df-oppr 20226  df-dvdsr 20249  df-unit 20250  df-invr 20280  df-drng 20503  df-lmod 20617  df-lss 20688  df-lsp 20728  df-lvec 20859
This theorem is referenced by:  lsppratlem5  20910
  Copyright terms: Public domain W3C validator