Theorem mapdpglem3 40541

Description: Lemma for mapdpg 40572. 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 7423	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑀‘(𝑁‘{𝑋})) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) = ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
4	1, 3	eleqtrd 2835	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))))
5		r19.41v 3188	. . . . . . 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 40458	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ LMod)
10		mapdpglem3.g	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐹)
11		eqid 2732	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Scalar‘𝐶) = (Scalar‘𝐶)
12		eqid 2732	. . . . . . . . . . 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 20613	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
17	9, 10, 16	syl2anc 584	. . . . . . . . 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 40466	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Base‘(Scalar‘𝐶)) = 𝐵)
22	21	rexeqdv 3326	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∃𝑔 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
23	17, 22	bitrd 278	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ↔ ∃𝑔 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑔 · 𝐺)))
24	23	anbi1d 630	. . . . . . 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 289	. . . . . 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 1924	. . . . 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 3071	. . . . 5 ⊢ (∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑤(𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺}) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
28	26, 27	bitr4di 288	. . . 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 2732	. . . . . . . 8 ⊢ (LSubSp‘𝐶) = (LSubSp‘𝐶)
32	31	lsssssubg 20568	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ LMod → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
33	9, 32	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (LSubSp‘𝐶) ⊆ (SubGrp‘𝐶))
34	13, 31, 15	lspsncl 20587	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ 𝐹) → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
35	9, 10, 34	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (LSubSp‘𝐶))
36	33, 35	sseldd 3983	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐽‘{𝐺}) ∈ (SubGrp‘𝐶))
37		mapdpglem.m	. . . . . . 7 ⊢ 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
38		eqid 2732	. . . . . . 7 ⊢ (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
39	6, 18, 8	dvhlmod 39976	. . . . . . . 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 20587	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑈 ∈ LMod ∧ 𝑌 ∈ 𝑉) → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
44	39, 40, 43	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ∈ (LSubSp‘𝑈))
45	6, 37, 18, 38, 7, 31, 8, 44	mapdcl2 40522	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (LSubSp‘𝐶))
46	33, 45	sseldd 3983	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})) ∈ (SubGrp‘𝐶))
47	29, 30, 36, 46	lsmelvalm 19518	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐽‘{𝐺})∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
48	28, 47	bitr4d 281	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ 𝑡 ∈ ((𝐽‘{𝐺}) ⊕ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌})))))
49	4, 48	mpbird 256	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑤∃𝑔 ∈ 𝐵 (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)))
50		ovex 7441	. . . . 5 ⊢ (𝑔 · 𝐺) ∈ V
51		oveq1 7415	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑤𝑅𝑧) = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
52	51	eqeq2d 2743	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ 𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
53	52	rexbidv 3178	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = (𝑔 · 𝐺) → (∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧)))
54	50, 53	ceqsexv 3525	. . . 4 ⊢ (∃𝑤(𝑤 = (𝑔 · 𝐺) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = (𝑤𝑅𝑧)) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝑀‘(𝑁‘{𝑌}))𝑡 = ((𝑔 · 𝐺)𝑅𝑧))
55	54	rexbii 3094	. . 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 3285	. . 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 276	. 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 396   = wceq 1541  ∃wex 1781   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3070   ⊆ wss 3948  {csn 4628  ‘cfv 6543  (class class class)co 7408  Basecbs 17143  Scalarcsca 17199   ·_𝑠 cvsca 17200  -_gcsg 18820  SubGrpcsubg 18999  LSSumclsm 19501  LModclmod 20470  LSubSpclss 20541  LSpanclspn 20581  HLchlt 38215  LHypclh 38850  DVecHcdvh 39944  LCDualclcd 40452  mapdcmpd 40490

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  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 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  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 37818

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-tpos 8210  df-undef 8257  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-fz 13484  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-0g 17386  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-proset 18247  df-poset 18265  df-plt 18282  df-lub 18298  df-glb 18299  df-join 18300  df-meet 18301  df-p0 18377  df-p1 18378  df-lat 18384  df-clat 18451  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-submnd 18671  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-subg 19002  df-cntz 19180  df-oppg 19209  df-lsm 19503  df-cmn 19649  df-abl 19650  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-ring 20057  df-oppr 20149  df-dvdsr 20170  df-unit 20171  df-invr 20201  df-dvr 20214  df-drng 20358  df-lmod 20472  df-lss 20542  df-lsp 20582  df-lvec 20713  df-lsatoms 37841  df-lshyp 37842  df-lcv 37884  df-lfl 37923  df-lkr 37951  df-ldual 37989  df-oposet 38041  df-ol 38043  df-oml 38044  df-covers 38131  df-ats 38132  df-atl 38163  df-cvlat 38187  df-hlat 38216  df-llines 38364  df-lplanes 38365  df-lvols 38366  df-lines 38367  df-psubsp 38369  df-pmap 38370  df-padd 38662  df-lhyp 38854  df-laut 38855  df-ldil 38970  df-ltrn 38971  df-trl 39025  df-tgrp 39609  df-tendo 39621  df-edring 39623  df-dveca 39869  df-disoa 39895  df-dvech 39945  df-dib 40005  df-dic 40039  df-dih 40095  df-doch 40214  df-djh 40261  df-lcdual 40453  df-mapd 40491

This theorem is referenced by:  mapdpglem24  40570