Theorem lvecdim 21112

Description: The dimension theorem for vector spaces: any two bases of the same vector space are equinumerous. Proven by using lssacsex 21099 and lbsacsbs 21111 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 18482. (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 2736	. . . . 5 ⊢ (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
2		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (mrCls‘(LSubSp‘𝑊)) = (mrCls‘(LSubSp‘𝑊))
3		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
4	1, 2, 3	lssacsex 21099	. . . 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 1133	. . 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 494	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (LSubSp‘𝑊) ∈ (ACS‘(Base‘𝑊)))
7		eqid 2736	. 2 ⊢ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) = (mrInd‘(LSubSp‘𝑊))
8	5	simprd 495	. 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 1137	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ∈ 𝐽)
10		lvecdim.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (LBasis‘𝑊)
11	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 21111	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
12	11	3ad2ant1 1133	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
13	9, 12	mpbid 232	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊)))
14	13	simpld 494	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)))
15		simp3 1138	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑇 ∈ 𝐽)
16	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 21111	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
17	16	3ad2ant1 1133	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
18	15, 17	mpbid 232	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊)))
19	18	simpld 494	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)))
20	13	simprd 495	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))
21	18	simprd 495	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))
22	20, 21	eqtr4d 2774	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇))
23	6, 2, 7, 8, 14, 19, 22	acsexdimd 18482	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  ∀wral 3051   ∖ cdif 3898   ∪ cun 3899  𝒫 cpw 4554  {csn 4580   class class class wbr 5098  ‘cfv 6492   ≈ cen 8880  Basecbs 17136  mrClscmrc 17502  mrIndcmri 17503  ACScacs 17504  LSubSpclss 20882  LBasisclbs 21026  LVecclvec 21054

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 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-reg 9497  ax-inf2 9550  ax-ac2 10373  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-tpos 8168  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  df-map 8765  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-oi 9415  df-r1 9676  df-rank 9677  df-card 9851  df-acn 9854  df-ac 10026  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-4 12210  df-5 12211  df-6 12212  df-7 12213  df-8 12214  df-9 12215  df-n0 12402  df-z 12489  df-dec 12608  df-uz 12752  df-fz 13424  df-struct 17074  df-sets 17091  df-slot 17109  df-ndx 17121  df-base 17137  df-ress 17158  df-plusg 17190  df-mulr 17191  df-tset 17196  df-ple 17197  df-ocomp 17198  df-0g 17361  df-mre 17505  df-mrc 17506  df-mri 17507  df-acs 17508  df-proset 18217  df-drs 18218  df-poset 18236  df-ipo 18451  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18709  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-subg 19053  df-cmn 19711  df-abl 19712  df-mgp 20076  df-rng 20088  df-ur 20117  df-ring 20170  df-oppr 20273  df-dvdsr 20293  df-unit 20294  df-invr 20324  df-drng 20664  df-lmod 20813  df-lss 20883  df-lsp 20923  df-lbs 21027  df-lvec 21055

This theorem is referenced by:  lbslelsp  33754  dimval  33757