Theorem lvecdim 21150

Description: The dimension theorem for vector spaces: any two bases of the same vector space are equinumerous. Proven by using lssacsex 21137 and lbsacsbs 21149 to show that being a basis for a vector space is equivalent to being a basis for the associated algebraic closure system, and then using acsexdimd 18516. (Contributed by David Moews, 1-May-2017.)

Hypothesis

Ref	Expression
lvecdim.1	⊢ 𝐽 = (LBasis‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
lvecdim	⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑇)

Proof of Theorem lvecdim

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2739	. . . . 5 ⊢ (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
2		eqid 2739	. . . . 5 ⊢ (mrCls‘(LSubSp‘𝑊)) = (mrCls‘(LSubSp‘𝑊))
3		eqid 2739	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
4	1, 2, 3	lssacsex 21137	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → ((LSubSp‘𝑊) ∈ (ACS‘(Base‘𝑊)) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝒫 (Base‘𝑊)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑊)∀𝑧 ∈ (((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑦})) ∖ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑥))𝑦 ∈ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑧}))))
5	4	3ad2ant1 1139	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((LSubSp‘𝑊) ∈ (ACS‘(Base‘𝑊)) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝒫 (Base‘𝑊)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑊)∀𝑧 ∈ (((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑦})) ∖ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑥))𝑦 ∈ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑧}))))
6	5	simpld 495	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (LSubSp‘𝑊) ∈ (ACS‘(Base‘𝑊)))
7		eqid 2739	. 2 ⊢ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) = (mrInd‘(LSubSp‘𝑊))
8	5	simprd 496	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ∀𝑥 ∈ 𝒫 (Base‘𝑊)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑊)∀𝑧 ∈ (((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑦})) ∖ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑥))𝑦 ∈ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘(𝑥 ∪ {𝑧})))
9		simp2 1143	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ∈ 𝐽)
10		lvecdim.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (LBasis‘𝑊)
11	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 21149	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
12	11	3ad2ant1 1139	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
13	9, 12	mpbid 233	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊)))
14	13	simpld 495	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)))
15		simp3 1144	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑇 ∈ 𝐽)
16	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 21149	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
17	16	3ad2ant1 1139	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
18	15, 17	mpbid 233	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊)))
19	18	simpld 495	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)))
20	13	simprd 496	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))
21	18	simprd 496	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))
22	20, 21	eqtr4d 2777	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇))
23	6, 2, 7, 8, 14, 19, 22	acsexdimd 18516	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   ∧ w3a 1092   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∀wral 3053   ∖ cdif 3880   ∪ cun 3881  𝒫 cpw 4529  {csn 4555   class class class wbr 5072  ‘cfv 6485   ≈ cen 8880  Basecbs 17170  mrClscmrc 17536  mrIndcmri 17537  ACScacs 17538  LSubSpclss 20921  LBasisclbs 21064  LVecclvec 21092

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-rep 5199  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pow 5294  ax-pr 5362  ax-un 7678  ax-reg 9497  ax-inf2 9553  ax-ac2 10376  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-op 4562  df-uni 4839  df-int 4878  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5073  df-opab 5135  df-mpt 5154  df-tr 5180  df-id 5513  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5571  df-se 5572  df-we 5573  df-xp 5624  df-rel 5625  df-cnv 5626  df-co 5627  df-dm 5628  df-rn 5629  df-res 5630  df-ima 5631  df-pred 6252  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316  df-iota 6441  df-fun 6487  df-fn 6488  df-f 6489  df-f1 6490  df-fo 6491  df-f1o 6492  df-fv 6493  df-isom 6494  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-tpos 8166  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-er 8633  df-map 8765  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-oi 9415  df-r1 9679  df-rank 9680  df-card 9854  df-acn 9857  df-ac 10029  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-fz 13453  df-struct 17108  df-sets 17125  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-ress 17192  df-plusg 17224  df-mulr 17225  df-tset 17230  df-ple 17231  df-ocomp 17232  df-0g 17395  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-mri 17541  df-acs 17542  df-proset 18251  df-drs 18252  df-poset 18270  df-ipo 18485  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-submnd 18743  df-grp 18903  df-minusg 18904  df-sbg 18905  df-subg 19090  df-cmn 19748  df-abl 19749  df-mgp 20113  df-rng 20125  df-ur 20154  df-ring 20207  df-oppr 20308  df-dvdsr 20328  df-unit 20329  df-invr 20359  df-drng 20703  df-lmod 20852  df-lss 20922  df-lsp 20962  df-lbs 21065  df-lvec 21093

This theorem is referenced by:  lbslelsp  33782  dimval  33785