Users' Mathboxes Mathbox for Jiamin Zhao < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  veroquadnolindfd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem veroquadnolindfd 51263
Description: A nonzero homogeneous quadratic equation satisfied by all six points gives a linear dependence among the columns of the Veronese matrix. (Contributed by Jiamin Zhao, 27-Aug-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
veroquad.a 𝑉 = (𝑖 ∈ (1...6), 𝑗 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗))
veroquad.f (𝜑 → 𝐴:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...3)))
veroquad.k (𝜑 → 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
veroquad.q ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...6)) → (((((𝐾‘1) · (((𝐴‘𝑖)‘1)↑2)) + ((𝐾‘2) · (((𝐴‘𝑖)‘2)↑2))) + ((𝐾‘3) · (((𝐴‘𝑖)‘3)↑2))) + ((((𝐾‘4) · (((𝐴‘𝑖)‘1) · ((𝐴‘𝑖)‘2))) + ((𝐾‘5) · (((𝐴‘𝑖)‘2) · ((𝐴‘𝑖)‘3)))) + ((𝐾‘6) · (((𝐴‘𝑖)‘3) · ((𝐴‘𝑖)‘1))))) = 0)
veroquadnolindf.n (𝜑 → 𝐾 ≠ ((1...6) × {0}))
Assertion
Ref Expression
veroquadnolindfd (𝜑 → ¬ curry tpos 𝑉 LIndF (ℝfld freeLMod (1...6)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑖,𝑗   𝑖,𝑉,𝑗   𝜑,𝑖   𝑖,𝐾
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑗)   𝐾(𝑗)

Proof of Theorem veroquadnolindfd
Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 refld 21952 . . . . . . 7 ℝfld ∈ Field
2 isfld 21020 . . . . . . 7 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
31, 2mpbi 233 . . . . . 6 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
43simpli 489 . . . . 5 ℝfld ∈ DivRing
5 drngring 21014 . . . . 5 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
64, 5ax-mp 5 . . . 4 ℝfld ∈ Ring
7 ovex 7473 . . . 4 (1...6) ∈ V
8 eqid 2763 . . . . 5 (ℝfld freeLMod (1...6)) = (ℝfld freeLMod (1...6))
98frlmlmod 22082 . . . 4 ((ℝfld ∈ Ring ∧ (1...6) ∈ V) → (ℝfld freeLMod (1...6)) ∈ LMod)
106, 7, 9mp2an 705 . . 3 (ℝfld freeLMod (1...6)) ∈ LMod
1110a1i 11 . 2 (𝜑 → (ℝfld freeLMod (1...6)) ∈ LMod)
127a1i 11 . 2 (𝜑 → (1...6) ∈ V)
131elexi 3476 . . . . 5 ℝfld ∈ V
14 fzfi 14139 . . . . 5 (1...6) ∈ Fin
15 rebase 21939 . . . . . 6 ℝ = (Base‘ℝfld)
168, 15frlmfibas 22095 . . . . 5 ((ℝfld ∈ V ∧ (1...6) ∈ Fin) → (ℝ ↑m (1...6)) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
1713, 14, 16mp2an 705 . . . 4 (ℝ ↑m (1...6)) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
1817a1i 11 . . 3 (𝜑 → (ℝ ↑m (1...6)) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
19 veroquad.a . . . . . . . 8 𝑉 = (𝑖 ∈ (1...6), 𝑗 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗))
20 2fveq3 6910 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑢 → (veronese‘(𝐴‘𝑖)) = (veronese‘(𝐴‘𝑢)))
2120fveq1d 6907 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑢 → ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑗))
22 fveq2 6905 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑣 → ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2321, 22cbvmpov 7535 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (1...6), 𝑗 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗)) = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2419, 23eqtri 2786 . . . . . . 7 𝑉 = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2524tposmpo 8305 . . . . . 6 tpos 𝑉 = (𝑣 ∈ (1...6), 𝑢 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2625a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → tpos 𝑉 = (𝑣 ∈ (1...6), 𝑢 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣)))
27 veroquad.f . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...3)))
2827adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → 𝐴:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...3)))
29 simprr 785 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → 𝑢 ∈ (1...6))
3028, 29ffvelcdmd 7106 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → (𝐴‘𝑢) ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
31 simprl 783 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → 𝑣 ∈ (1...6))
32 veronesefvcl 51250 . . . . . 6 (((𝐴‘𝑢) ∈ (ℝ ↑m (1...3)) ∧ 𝑣 ∈ (1...6)) → ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣) ∈ ℝ)
3330, 31, 32syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣) ∈ ℝ)
3426, 33fmpod 8106 . . . 4 (𝜑 → tpos 𝑉:((1...6) × (1...6))⟶ℝ)
35 1nn 12370 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
36 6nn 12456 . . . . . . . 8 6 ∈ ℕ
37 1re 11332 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ
38 6re 12457 . . . . . . . . 9 6 ∈ ℝ
39 1lt6 12554 . . . . . . . . 9 1 < 6
4037, 38, 39ltleii 11457 . . . . . . . 8 1 ≤ 6
41 elfz1b 13751 . . . . . . . 8 (1 ∈ (1...6) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 1 ≤ 6))
4235, 36, 40, 41mpbir3an 1360 . . . . . . 7 1 ∈ (1...6)
4342ne0ii 4293 . . . . . 6 (1...6) ≠ ∅
44 eldifsn 4748 . . . . . 6 ((1...6) ∈ (V ∖ {∅}) ↔ ((1...6) ∈ V ∧ (1...6) ≠ ∅))
457, 43, 44mpbir2an 724 . . . . 5 (1...6) ∈ (V ∖ {∅})
4645a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (1...6) ∈ (V ∖ {∅}))
47 reex 11315 . . . . 5 ℝ ∈ V
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ V)
49 curf 8915 . . . 4 ((tpos 𝑉:((1...6) × (1...6))⟶ℝ ∧ (1...6) ∈ (V ∖ {∅}) ∧ ℝ ∈ V) → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...6)))
5034, 46, 48, 49syl3anc 1399 . . 3 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...6)))
5118, 50feq3dd 6715 . 2 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
52 veroquad.k . . . 4 (𝜑 → 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5347, 7elmap 8924 . . . 4 (𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)) ↔ 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5452, 53sylibr 237 . . 3 (𝜑 → 𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)))
5554, 18eleqtrd 2866 . 2 (𝜑 → 𝐾 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
56 veroquadnolindf.n . 2 (𝜑 → 𝐾 ≠ ((1...6) × {0}))
57 veroquad.q . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...6)) → (((((𝐾‘1) · (((𝐴‘𝑖)‘1)↑2)) + ((𝐾‘2) · (((𝐴‘𝑖)‘2)↑2))) + ((𝐾‘3) · (((𝐴‘𝑖)‘3)↑2))) + ((((𝐾‘4) · (((𝐴‘𝑖)‘1) · ((𝐴‘𝑖)‘2))) + ((𝐾‘5) · (((𝐴‘𝑖)‘2) · ((𝐴‘𝑖)‘3)))) + ((𝐾‘6) · (((𝐴‘𝑖)‘3) · ((𝐴‘𝑖)‘1))))) = 0)
5819, 27, 52, 57veroquadmodzerod 51262 . 2 (𝜑 → ((ℝfld freeLMod (1...6)) Σg (𝐾 ∘f ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))curry tpos 𝑉)) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
59 eqid 2763 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
608frlmsca 22086 . . . 4 ((ℝfld ∈ V ∧ (1...6) ∈ V) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
6113, 7, 60mp2an 705 . . 3 ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
62 eqid 2763 . . 3 ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
63 eqid 2763 . . 3 (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
64 re0g 21945 . . 3 0 = (0g‘ℝfld)
6559, 61, 62, 63, 64, 59nellindf 51248 . 2 ((((ℝfld freeLMod (1...6)) ∈ LMod ∧ (1...6) ∈ V ∧ curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(Base‘(ℝfld freeLMod (1...6)))) ∧ (𝐾 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))) ∧ 𝐾 ≠ ((1...6) × {0}) ∧ ((ℝfld freeLMod (1...6)) Σg (𝐾 ∘f ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))curry tpos 𝑉)) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))))) → ¬ curry tpos 𝑉 LIndF (ℝfld freeLMod (1...6)))
6611, 12, 51, 55, 56, 58, 65syl33anc 1413 1 (𝜑 → ¬ curry tpos 𝑉 LIndF (ℝfld freeLMod (1...6)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  Vcvv 3454   ∖ cdif 4048  ∅c0 4281  {csn 4588   class class class wbr 5106   × cxp 5653  ⟶wf 6551  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ∈ cmpo 7442   ∘f cof 7712  tpos ctpos 8267  curry ccur 8307   ↑m cmap 8872  Fincfn 8998  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229   ≤ cle 11368  ℕcn 12359  2c2 12421  3c3 12422  4c4 12423  5c5 12424  6c6 12425  ...cfz 13663  ↑cexp 14228  Basecbs 17413  Scalarcsca 17457   ·𝑠 cvsca 17458  0gc0g 17636   Σg cgsu 17637  Ringcrg 20486  CRingccrg 20487  DivRingcdr 21007  Fieldcfield 21008  LModclmod 21162  ℝfldcrefld 21937   freeLMod cfrlm 22079   LIndF clindf 22137  veronesecveronese 51246
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-addf 11303  ax-mulf 11304
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-of 7714  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-tpos 8268  df-cur 8309  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-er 8742  df-map 8874  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-sup 9458  df-oi 9528  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-hom 17478  df-cco 17479  df-0g 17638  df-gsum 17639  df-prds 17644  df-pws 17646  df-mre 17782  df-mrc 17783  df-acs 17785  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-submnd 19005  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-mulg 19304  df-subg 19359  df-ghm 19454  df-cntz 19558  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-cring 20489  df-oppr 20594  df-dvdsr 20614  df-unit 20615  df-invr 20645  df-dvr 20658  df-nzr 20790  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-drng 21009  df-field 21010  df-lmod 21164  df-lss 21234  df-lsp 21274  df-lmhm 21324  df-lbs 21377  df-sra 21475  df-rgmod 21476  df-cnfld 21706  df-refld 21938  df-dsmm 22065  df-frlm 22080  df-uvc 22116  df-lindf 22139  df-veronese 51247
This theorem is used by:  veroquaddetzerod  51264
  Copyright terms: Public domain W3C validator