Theorem lvecdim 20419

Description: The dimension theorem for vector spaces: any two bases of the same vector space are equinumerous. Proven by using lssacsex 20406 and lbsacsbs 20418 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 18277. (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 2738	. . . . 5 ⊢ (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
2		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (mrCls‘(LSubSp‘𝑊)) = (mrCls‘(LSubSp‘𝑊))
3		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
4	1, 2, 3	lssacsex 20406	. . . 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 1132	. . 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 2738	. 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 1136	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ∈ 𝐽)
10		lvecdim.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (LBasis‘𝑊)
11	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 20418	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
12	11	3ad2ant1 1132	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑆 ∈ 𝐽 ↔ (𝑆 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = (Base‘𝑊))))
13	9, 12	mpbid 231	. . 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 1137	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑇 ∈ 𝐽)
16	1, 2, 3, 7, 10	lbsacsbs 20418	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LVec → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
17	16	3ad2ant1 1132	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → (𝑇 ∈ 𝐽 ↔ (𝑇 ∈ (mrInd‘(LSubSp‘𝑊)) ∧ ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇) = (Base‘𝑊))))
18	15, 17	mpbid 231	. . 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 2781	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑆) = ((mrCls‘(LSubSp‘𝑊))‘𝑇))
23	6, 2, 7, 8, 14, 19, 22	acsexdimd 18277	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑆 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ∈ 𝐽) → 𝑆 ≈ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064   ∖ cdif 3884   ∪ cun 3885  𝒫 cpw 4533  {csn 4561   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433   ≈ cen 8730  Basecbs 16912  mrClscmrc 17292  mrIndcmri 17293  ACScacs 17294  LSubSpclss 20193  LBasisclbs 20336  LVecclvec 20364

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  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 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-reg 9351  ax-inf2 9399  ax-ac2 10219  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-tpos 8042  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-oi 9269  df-r1 9522  df-rank 9523  df-card 9697  df-acn 9700  df-ac 9872  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-fz 13240  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ocomp 16983  df-0g 17152  df-mre 17295  df-mrc 17296  df-mri 17297  df-acs 17298  df-proset 18013  df-drs 18014  df-poset 18031  df-ipo 18246  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-submnd 18431  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-subg 18752  df-cmn 19388  df-abl 19389  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-oppr 19862  df-dvdsr 19883  df-unit 19884  df-invr 19914  df-drng 19993  df-lmod 20125  df-lss 20194  df-lsp 20234  df-lbs 20337  df-lvec 20365

This theorem is referenced by:  dimval  31686