Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mapdpglem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mapdpglem3 42825
Description: Lemma for mapdpg 42856. Baer p. 45, line 3: "infer ... the existence of a number g in G and of an element z in (Fy)* such that t = gx'-z." (We scope $d 𝑔𝑤𝑧𝜑 locally to avoid clashes with later substitutions into 𝜑.) (Contributed by NM, 18-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
mapdpglem.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
mapdpglem.m 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
mapdpglem.u 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
mapdpglem.v 𝑉 = (Base‘𝑈)
mapdpglem.s − = (-g‘𝑈)
mapdpglem.n 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
mapdpglem.c 𝐶 = ((LCDual‘𝐾)‘𝑊)
mapdpglem.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
mapdpglem.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
mapdpglem.y (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑉)
mapdpglem1.p ⊕ = (LSSum‘𝐶)
mapdpglem2.j 𝐽 = (LSpan‘𝐶)
mapdpglem3.f 𝐹 = (Base‘𝐶)
mapdpglem3.te (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
mapdpglem3.a 𝐴 = (Scalar‘𝑈)
mapdpglem3.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
mapdpglem3.t · = ( ·𝑠 ‘𝐶)
mapdpglem3.r 𝑅 = (-g‘𝐶)
mapdpglem3.g (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
mapdpglem3.e (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) = (𝐽‘{𝐺}))
Assertion
Ref Expression
mapdpglem3 (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
Distinct variable groups:   𝑡, −   𝑡,𝐶   𝑡,𝐽   𝑡,𝑀   𝑡,𝑁   𝑡,𝑋   𝑡,𝑌   𝐵,𝑔   𝑧,𝑔,𝐶   𝑔,𝐹   𝑔,𝐺,𝑧   𝑔,𝐽,𝑧   𝑔,𝑀,𝑧   𝑔,𝑁,𝑧   𝑅,𝑔,𝑧   · ,𝑔,𝑧   𝑔,𝑌,𝑧,𝑡   𝜑,𝑔,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝐴(𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝐵(𝑧, 𝑡)   ⊕ (𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝑅(𝑡)   · (𝑡)   𝑈(𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝐹(𝑧, 𝑡)   𝐺(𝑡)   𝐻(𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝐾(𝑧, 𝑡, 𝑔)   − (𝑧, 𝑔)   𝑉(𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝑊(𝑧, 𝑡, 𝑔)   𝑋(𝑧, 𝑔)

Proof of Theorem mapdpglem3
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mapdpglem3.te . . . 4 (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
2 mapdpglem3.e . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) = (𝐽‘{𝐺}))
32oveq1d 7435 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) = ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
41, 3eleqtrd 2862 . . 3 (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
5 r19.41v 3192 . . . . . . 7 (∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ (∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
6 mapdpglem.h . . . . . . . . . . 11 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
7 mapdpglem.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = ((LCDual‘𝐾)‘𝑊)
8 mapdpglem.k . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
96, 7, 8lcdlmod 42742 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐶 ∈ LMod)
10 mapdpglem3.g . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
11 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 (Scalar‘𝐶) = (Scalar‘𝐶)
12 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 (Base‘(Scalar‘𝐶)) = (Base‘(Scalar‘𝐶))
13 mapdpglem3.f . . . . . . . . . . 11 𝐹 = (Base‘𝐶)
14 mapdpglem3.t . . . . . . . . . . 11 · = ( ·𝑠 ‘𝐶)
15 mapdpglem2.j . . . . . . . . . . 11 𝐽 = (LSpan‘𝐶)
1611, 12, 13, 14, 15ellspsn 21283 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
179, 10, 16syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
18 mapdpglem.u . . . . . . . . . . 11 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
19 mapdpglem3.a . . . . . . . . . . 11 𝐴 = (Scalar‘𝑈)
20 mapdpglem3.b . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘𝐴)
216, 18, 19, 20, 7, 11, 12, 8lcdsbase 42750 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (Base‘(Scalar‘𝐶)) = 𝐵)
2221rexeqdv 3320 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
2317, 22bitrd 282 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
2423anbi1d 643 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ (∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧))))
255, 24bitr4id 293 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧))))
2625exbidv 1953 . . . . 5 (𝜑 → (∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑤(𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧))))
27 df-rex 3087 . . . . 5 (∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑤(𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
2826, 27bitr4di 292 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
29 mapdpglem3.r . . . . 5 𝑅 = (-g‘𝐶)
30 mapdpglem1.p . . . . 5 ⊕ = (LSSum‘𝐶)
31 eqid 2760 . . . . . . . 8 (LSubSp‘𝐶) = (LSubSp‘𝐶)
3231lsssssubg 21238 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ LMod → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
339, 32syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
3413, 31, 15lspsncl 21257 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
359, 10, 34syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
3633, 35sseldd 3909 . . . . 5 (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (SubGrp‘𝐶))
37 mapdpglem.m . . . . . . 7 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
38 eqid 2760 . . . . . . 7 (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
396, 18, 8dvhlmod 42260 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
40 mapdpglem.y . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑉)
41 mapdpglem.v . . . . . . . . 9 𝑉 = (Base‘𝑈)
42 mapdpglem.n . . . . . . . . 9 𝑁 = (LSpan‘𝑈)
4341, 38, 42lspsncl 21257 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ LMod ∧ 𝑌 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
4439, 40, 43syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
456, 37, 18, 38, 7, 31, 8, 44mapdcl2 42806 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (LSubSp‘𝐶))
4633, 45sseldd 3909 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (SubGrp‘𝐶))
4729, 30, 36, 46lsmelvalm 19870 . . . 4 (𝜑 → (𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
4828, 47bitr4d 285 . . 3 (𝜑 → (∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})))))
494, 48mpbird 260 . 2 (𝜑 → ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
50 ovex 7453 . . . . 5 (𝑔 · 𝐺) ∈ V
51 oveq1 7427 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑤𝑅𝑧) = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
5251eqeq2d 2771 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ 𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
5352rexbidv 3186 . . . . 5 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
5450, 53ceqsexv 3498 . . . 4 (∃𝑤(𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
5554rexbii 3109 . . 3 (∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑤(𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
56 rexcom4 3289 . . 3 (∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑤(𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
5755, 56bitr3i 280 . 2 (∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧) ↔ ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
5849, 57sylibr 237 1 (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569  ∃wex 1811   ∈ wcel 2144  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895  {csn 4584  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17392  Scalarcsca 17436   ·𝑠 cvsca 17437  -gcsg 19151  SubGrpcsubg 19335  LSSumclsm 19853  LModclmod 21140  LSubSpclss 21211  LSpanclspn 21251  HLchlt 40500  LHypclh 41134  DVecHcdvh 42228  LCDualclcd 42736  mapdcmpd 42774
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-riotaBAD 40103
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-tpos 8246  df-undef 8293  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-fz 13643  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-0g 17617  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-proset 18473  df-poset 18492  df-plt 18507  df-lub 18523  df-glb 18524  df-join 18525  df-meet 18526  df-p0 18602  df-p1 18603  df-lat 18611  df-clat 18678  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-subg 19338  df-cntz 19536  df-oppg 19565  df-lsm 19855  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-ring 20466  df-oppr 20572  df-dvdsr 20592  df-unit 20593  df-invr 20623  df-dvr 20636  df-nzr 20768  df-rlreg 20951  df-domn 20952  df-drng 20987  df-lmod 21142  df-lss 21212  df-lsp 21252  df-lvec 21383  df-lsatoms 40126  df-lshyp 40127  df-lcv 40169  df-lfl 40208  df-lkr 40236  df-ldual 40274  df-oposet 40326  df-ol 40328  df-oml 40329  df-covers 40416  df-ats 40417  df-atl 40448  df-cvlat 40472  df-hlat 40501  df-llines 40648  df-lplanes 40649  df-lvols 40650  df-lines 40651  df-psubsp 40653  df-pmap 40654  df-padd 40946  df-lhyp 41138  df-laut 41139  df-ldil 41254  df-ltrn 41255  df-trl 41309  df-tgrp 41893  df-tendo 41905  df-edring 41907  df-dveca 42153  df-disoa 42179  df-dvech 42229  df-dib 42289  df-dic 42323  df-dih 42379  df-doch 42498  df-djh 42545  df-lcdual 42737  df-mapd 42775
This theorem is used by:  mapdpglem24  42854
  Copyright terms: Public domain W3C validator