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

Theorem lsppratlem1 20706
Description: Lemma for lspprat 20712. 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 20702 (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 481 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ π‘Š ∈ LVec)
3 lspprat.y . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ 𝑉)
43snssd 4804 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ {π‘Œ} βŠ† 𝑉)
54adantr 481 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ {π‘Œ} βŠ† 𝑉)
6 lspprat.x . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
76adantr 481 . . . . 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 4092 . . . . . . . . 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 3955 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ π‘ˆ)
129, 11sseldd 3978 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{𝑋, π‘Œ}))
13 prcom 4728 . . . . . . . . . 10 {𝑋, π‘Œ} = {π‘Œ, 𝑋}
14 df-pr 4624 . . . . . . . . . 10 {π‘Œ, 𝑋} = ({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})
1513, 14eqtri 2759 . . . . . . . . 9 {𝑋, π‘Œ} = ({π‘Œ} βˆͺ {𝑋})
1615fveq2i 6880 . . . . . . . 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 615 . . . . . 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 3953 . . . . . 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 20702 . . . . 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 1372 . . . 4 ((πœ‘ ∧ Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ})) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})))
26 df-pr 4624 . . . . . 6 {π‘Œ, π‘₯} = ({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯})
27 prcom 4728 . . . . . 6 {π‘Œ, π‘₯} = {π‘₯, π‘Œ}
2826, 27eqtr3i 2761 . . . . 5 ({π‘Œ} βˆͺ {π‘₯}) = {π‘₯, π‘Œ}
2928fveq2i 6880 . . . 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 413 . 2 (πœ‘ β†’ (Β¬ π‘₯ ∈ (π‘β€˜{π‘Œ}) β†’ 𝑋 ∈ (π‘β€˜{π‘₯, π‘Œ})))
3231orrd 861 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 396   ∨ wo 845   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   βˆ– cdif 3940   βˆͺ cun 3941   βŠ† wss 3943   ⊊ wpss 3944  {csn 4621  {cpr 4623  β€˜cfv 6531  Basecbs 17125  0gc0g 17366  LSubSpclss 20488  LSpanclspn 20528  LVecclvec 20659
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5277  ax-sep 5291  ax-nul 5298  ax-pow 5355  ax-pr 5419  ax-un 7707  ax-cnex 11147  ax-resscn 11148  ax-1cn 11149  ax-icn 11150  ax-addcl 11151  ax-addrcl 11152  ax-mulcl 11153  ax-mulrcl 11154  ax-mulcom 11155  ax-addass 11156  ax-mulass 11157  ax-distr 11158  ax-i2m1 11159  ax-1ne0 11160  ax-1rid 11161  ax-rnegex 11162  ax-rrecex 11163  ax-cnre 11164  ax-pre-lttri 11165  ax-pre-lttrn 11166  ax-pre-ltadd 11167  ax-pre-mulgt0 11168
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  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 3474  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-op 4628  df-uni 4901  df-int 4943  df-iun 4991  df-br 5141  df-opab 5203  df-mpt 5224  df-tr 5258  df-id 5566  df-eprel 5572  df-po 5580  df-so 5581  df-fr 5623  df-we 5625  df-xp 5674  df-rel 5675  df-cnv 5676  df-co 5677  df-dm 5678  df-rn 5679  df-res 5680  df-ima 5681  df-pred 6288  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6483  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7348  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-om 7838  df-1st 7956  df-2nd 7957  df-tpos 8192  df-frecs 8247  df-wrecs 8278  df-recs 8352  df-rdg 8391  df-er 8685  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-pnf 11231  df-mnf 11232  df-xr 11233  df-ltxr 11234  df-le 11235  df-sub 11427  df-neg 11428  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-sets 17078  df-slot 17096  df-ndx 17108  df-base 17126  df-ress 17155  df-plusg 17191  df-mulr 17192  df-0g 17368  df-mgm 18542  df-sgrp 18591  df-mnd 18602  df-grp 18796  df-minusg 18797  df-sbg 18798  df-cmn 19613  df-abl 19614  df-mgp 19946  df-ur 19963  df-ring 20015  df-oppr 20101  df-dvdsr 20122  df-unit 20123  df-invr 20153  df-drng 20266  df-lmod 20419  df-lss 20489  df-lsp 20529  df-lvec 20660
This theorem is referenced by:  lsppratlem5  20710
  Copyright terms: Public domain W3C validator