Theorem mapdpglem3 41058

Description: Lemma for mapdpg 41089. 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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mapdpglem3.te	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
2		mapdpglem3.e	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) = (𝐽‘{𝐺}))
3	2	oveq1d 7419	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) = ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
4	1, 3	eleqtrd 2829	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
5		r19.41v 3182	. . . . . . 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))
9	6, 7, 8	lcdlmod 40975	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ LMod)
10		mapdpglem3.g	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
11		eqid 2726	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Scalar‘𝐶) = (Scalar‘𝐶)
12		eqid 2726	. . . . . . . . . . 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)
16	11, 12, 13, 14, 15	lspsnel 20847	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
17	9, 10, 16	syl2anc 583	. . . . . . . . 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)
21	6, 18, 19, 20, 7, 11, 12, 8	lcdsbase 40983	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Base‘(Scalar‘𝐶)) = 𝐵)
22	21	rexeqdv 3320	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
23	17, 22	bitrd 279	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
24	23	anbi1d 629	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ (∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧))))
25	5, 24	bitr4id 290	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧))))
26	25	exbidv 1916	. . . . 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 3065	. . . . 5 ⊢ (∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑤(𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
28	26, 27	bitr4di 289	. . . 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 2726	. . . . . . . 8 ⊢ (LSubSp‘𝐶) = (LSubSp‘𝐶)
32	31	lsssssubg 20802	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ LMod → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
33	9, 32	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
34	13, 31, 15	lspsncl 20821	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
35	9, 10, 34	syl2anc 583	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
36	33, 35	sseldd 3978	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (SubGrp‘𝐶))
37		mapdpglem.m	. . . . . . 7 ⊢ 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
38		eqid 2726	. . . . . . 7 ⊢ (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
39	6, 18, 8	dvhlmod 40493	. . . . . . . 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)
43	41, 38, 42	lspsncl 20821	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑈 ∈ LMod ∧ 𝑌 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
44	39, 40, 43	syl2anc 583	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
45	6, 37, 18, 38, 7, 31, 8, 44	mapdcl2 41039	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (LSubSp‘𝐶))
46	33, 45	sseldd 3978	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (SubGrp‘𝐶))
47	29, 30, 36, 46	lsmelvalm 19568	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
48	28, 47	bitr4d 282	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})))))
49	4, 48	mpbird 257	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
50		ovex 7437	. . . . 5 ⊢ (𝑔 · 𝐺) ∈ V
51		oveq1 7411	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑤𝑅𝑧) = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
52	51	eqeq2d 2737	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ 𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
53	52	rexbidv 3172	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
54	50, 53	ceqsexv 3520	. . . 4 ⊢ (∃𝑤(𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
55	54	rexbii 3088	. . 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 3279	. . 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)))
57	55, 56	bitr3i 277	. 2 ⊢ (∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧) ↔ ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
58	49, 57	sylibr 233	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑔 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533  ∃wex 1773   ∈ wcel 2098  ∃wrex 3064   ⊆ wss 3943  {csn 4623  ‘cfv 6536  (class class class)co 7404  Basecbs 17150  Scalarcsca 17206   ·_𝑠 cvsca 17207  -_gcsg 18862  SubGrpcsubg 19044  LSSumclsm 19551  LModclmod 20703  LSubSpclss 20775  LSpanclspn 20815  HLchlt 38732  LHypclh 39367  DVecHcdvh 40461  LCDualclcd 40969  mapdcmpd 41007

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-riotaBAD 38335

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  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 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-tpos 8209  df-undef 8256  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-1o 8464  df-er 8702  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-nn 12214  df-2 12276  df-3 12277  df-4 12278  df-5 12279  df-6 12280  df-n0 12474  df-z 12560  df-uz 12824  df-fz 13488  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17151  df-ress 17180  df-plusg 17216  df-mulr 17217  df-sca 17219  df-vsca 17220  df-0g 17393  df-mre 17536  df-mrc 17537  df-acs 17539  df-proset 18257  df-poset 18275  df-plt 18292  df-lub 18308  df-glb 18309  df-join 18310  df-meet 18311  df-p0 18387  df-p1 18388  df-lat 18394  df-clat 18461  df-mgm 18570  df-sgrp 18649  df-mnd 18665  df-submnd 18711  df-grp 18863  df-minusg 18864  df-sbg 18865  df-subg 19047  df-cntz 19230  df-oppg 19259  df-lsm 19553  df-cmn 19699  df-abl 19700  df-mgp 20037  df-rng 20055  df-ur 20084  df-ring 20137  df-oppr 20233  df-dvdsr 20256  df-unit 20257  df-invr 20287  df-dvr 20300  df-drng 20586  df-lmod 20705  df-lss 20776  df-lsp 20816  df-lvec 20948  df-lsatoms 38358  df-lshyp 38359  df-lcv 38401  df-lfl 38440  df-lkr 38468  df-ldual 38506  df-oposet 38558  df-ol 38560  df-oml 38561  df-covers 38648  df-ats 38649  df-atl 38680  df-cvlat 38704  df-hlat 38733  df-llines 38881  df-lplanes 38882  df-lvols 38883  df-lines 38884  df-psubsp 38886  df-pmap 38887  df-padd 39179  df-lhyp 39371  df-laut 39372  df-ldil 39487  df-ltrn 39488  df-trl 39542  df-tgrp 40126  df-tendo 40138  df-edring 40140  df-dveca 40386  df-disoa 40412  df-dvech 40462  df-dib 40522  df-dic 40556  df-dih 40612  df-doch 40731  df-djh 40778  df-lcdual 40970  df-mapd 41008

This theorem is referenced by:  mapdpglem24  41087