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 50800
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‘(𝐴𝑖))‘𝑗))
veroquad.f (𝜑𝐴:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...3)))
veroquad.k (𝜑𝐾:(1...6)⟶ℝ)
veroquad.q ((𝜑𝑖 ∈ (1...6)) → (((((𝐾‘1) · (((𝐴𝑖)‘1)↑2)) + ((𝐾‘2) · (((𝐴𝑖)‘2)↑2))) + ((𝐾‘3) · (((𝐴𝑖)‘3)↑2))) + ((((𝐾‘4) · (((𝐴𝑖)‘1) · ((𝐴𝑖)‘2))) + ((𝐾‘5) · (((𝐴𝑖)‘2) · ((𝐴𝑖)‘3)))) + ((𝐾‘6) · (((𝐴𝑖)‘3) · ((𝐴𝑖)‘1))))) = 0)
veroquadnolindf.n (𝜑𝐾 ≠ ((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 21831 . . . . . . 7 fld ∈ Field
2 isfld 20902 . . . . . . 7 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
31, 2mpbi 233 . . . . . 6 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
43simpli 489 . . . . 5 fld ∈ DivRing
5 drngring 20896 . . . . 5 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
64, 5ax-mp 5 . . . 4 fld ∈ Ring
7 ovex 7449 . . . 4 (1...6) ∈ V
8 eqid 2762 . . . . 5 (ℝfld freeLMod (1...6)) = (ℝfld freeLMod (1...6))
98frlmlmod 21961 . . . 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 3475 . . . . 5 fld ∈ V
14 fzfi 14036 . . . . 5 (1...6) ∈ Fin
15 rebase 21818 . . . . . 6 ℝ = (Base‘ℝfld)
168, 15frlmfibas 21974 . . . . 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‘(𝐴𝑖))‘𝑗))
20 2fveq3 6887 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑢 → (veronese‘(𝐴𝑖)) = (veronese‘(𝐴𝑢)))
2120fveq1d 6884 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑢 → ((veronese‘(𝐴𝑖))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑗))
22 fveq2 6882 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑣 → ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣))
2321, 22cbvmpov 7511 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (1...6), 𝑗 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑖))‘𝑗)) = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣))
2419, 23eqtri 2785 . . . . . . 7 𝑉 = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣))
2524tposmpo 8264 . . . . . 6 tpos 𝑉 = (𝑣 ∈ (1...6), 𝑢 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣))
2625a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → tpos 𝑉 = (𝑣 ∈ (1...6), 𝑢 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣)))
27 veroquad.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐴:(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 7081 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → (𝐴𝑢) ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
31 simprl 783 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → 𝑣 ∈ (1...6))
32 veronesefvcl 50787 . . . . . 6 (((𝐴𝑢) ∈ (ℝ ↑m (1...3)) ∧ 𝑣 ∈ (1...6)) → ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣) ∈ ℝ)
3330, 31, 32syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑣 ∈ (1...6) ∧ 𝑢 ∈ (1...6))) → ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣) ∈ ℝ)
3426, 33fmpod 8073 . . . 4 (𝜑 → tpos 𝑉:((1...6) × (1...6))⟶ℝ)
35 1nn 12269 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
36 6nn 12355 . . . . . . . 8 6 ∈ ℕ
37 1re 11233 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ
38 6re 12356 . . . . . . . . 9 6 ∈ ℝ
39 1lt6 12453 . . . . . . . . 9 1 < 6
4037, 38, 39ltleii 11358 . . . . . . . 8 1 ≤ 6
41 elfz1b 13648 . . . . . . . 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 4751 . . . . . 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 11216 . . . . 5 ℝ ∈ V
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ V)
49 curf 8872 . . . 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 1398 . . 3 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(ℝ ↑m (1...6)))
5118, 50feq3dd 6693 . 2 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
52 veroquad.k . . . 4 (𝜑𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5347, 7elmap 8881 . . . 4 (𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)) ↔ 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5452, 53sylibr 237 . . 3 (𝜑𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)))
5554, 18eleqtrd 2864 . 2 (𝜑𝐾 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
56 veroquadnolindf.n . 2 (𝜑𝐾 ≠ ((1...6) × {0}))
57 veroquad.q . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ (1...6)) → (((((𝐾‘1) · (((𝐴𝑖)‘1)↑2)) + ((𝐾‘2) · (((𝐴𝑖)‘2)↑2))) + ((𝐾‘3) · (((𝐴𝑖)‘3)↑2))) + ((((𝐾‘4) · (((𝐴𝑖)‘1) · ((𝐴𝑖)‘2))) + ((𝐾‘5) · (((𝐴𝑖)‘2) · ((𝐴𝑖)‘3)))) + ((𝐾‘6) · (((𝐴𝑖)‘3) · ((𝐴𝑖)‘1))))) = 0)
5819, 27, 52, 57veroquadmodzerod 50799 . 2 (𝜑 → ((ℝfld freeLMod (1...6)) Σg (𝐾f ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))curry tpos 𝑉)) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
59 eqid 2762 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
608frlmsca 21965 . . . 4 ((ℝfld ∈ V ∧ (1...6) ∈ V) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
6113, 7, 60mp2an 705 . . 3 fld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
62 eqid 2762 . . 3 ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
63 eqid 2762 . . 3 (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
64 re0g 21824 . . 3 0 = (0g‘ℝfld)
6559, 61, 62, 63, 64, 59nellindf 50785 . 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 (𝐾f ( ·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 1412 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 2145  wne 2957  Vcvv 3453  cdif 3899  c0 4282  {csn 4587   class class class wbr 5107   × cxp 5657  wf 6533  cfv 6537  (class class class)co 7416  cmpo 7418  f cof 7679  tpos ctpos 8226  curry ccur 8266  m cmap 8829  Fincfn 8955  cr 11124  0cc0 11125  1c1 11126   + caddc 11128   · cmul 11130  cle 11269  cn 12258  2c2 12320  3c3 12321  4c4 12322  5c5 12323  6c6 12324  ...cfz 13561  cexp 14125  Basecbs 17303  Scalarcsca 17347   ·𝑠 cvsca 17348  0gc0g 17526   Σg cgsu 17527  Ringcrg 20371  CRingccrg 20372  DivRingcdr 20889  Fieldcfield 20890  LModclmod 21043  fldcrefld 21816   freeLMod cfrlm 21958   LIndF clindf 22016  veronesecveronese 50783
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-addf 11204  ax-mulf 11205
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 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7681  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-supp 8162  df-tpos 8227  df-cur 8268  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-2o 8459  df-er 8699  df-map 8831  df-ixp 8908  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fsupp 9335  df-sup 9415  df-oi 9485  df-card 9947  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-9 12335  df-n0 12530  df-z 12617  df-dec 12738  df-uz 12889  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-seq 14066  df-exp 14126  df-hash 14395  df-struct 17241  df-sets 17258  df-slot 17276  df-ndx 17288  df-base 17304  df-ress 17325  df-plusg 17357  df-mulr 17358  df-starv 17359  df-sca 17360  df-vsca 17361  df-ip 17362  df-tset 17363  df-ple 17364  df-ds 17366  df-unif 17367  df-hom 17368  df-cco 17369  df-0g 17528  df-gsum 17529  df-prds 17534  df-pws 17536  df-mre 17672  df-mrc 17673  df-acs 17675  df-mgm 18732  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-mhm 18890  df-submnd 18891  df-grp 19059  df-minusg 19060  df-sbg 19061  df-mulg 19190  df-subg 19245  df-ghm 19340  df-cntz 19443  df-cmn 19908  df-abl 19909  df-mgp 20273  df-rng 20287  df-ur 20320  df-ring 20373  df-cring 20374  df-oppr 20477  df-dvdsr 20497  df-unit 20498  df-invr 20528  df-dvr 20541  df-nzr 20672  df-subrng 20707  df-subrg 20731  df-drng 20891  df-field 20892  df-lmod 21045  df-lss 21115  df-lsp 21155  df-lmhm 21205  df-lbs 21258  df-sra 21356  df-rgmod 21357  df-cnfld 21585  df-refld 21817  df-dsmm 21944  df-frlm 21959  df-uvc 21995  df-lindf 22018  df-veronese 50784
This theorem is used by:  veroquaddetzerod  50801
  Copyright terms: Public domain W3C validator