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 50985
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 21925 . . . . . . 7 ℝfld ∈ Field
2 isfld 20993 . . . . . . 7 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
31, 2mpbi 233 . . . . . 6 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
43simpli 489 . . . . 5 ℝfld ∈ DivRing
5 drngring 20987 . . . . 5 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
64, 5ax-mp 5 . . . 4 ℝfld ∈ Ring
7 ovex 7453 . . . 4 (1...6) ∈ V
8 eqid 2760 . . . . 5 (ℝfld freeLMod (1...6)) = (ℝfld freeLMod (1...6))
98frlmlmod 22055 . . . 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 3472 . . . . 5 ℝfld ∈ V
14 fzfi 14115 . . . . 5 (1...6) ∈ Fin
15 rebase 21912 . . . . . 6 ℝ = (Base‘ℝfld)
168, 15frlmfibas 22068 . . . . 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 6890 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑢 → (veronese‘(𝐴‘𝑖)) = (veronese‘(𝐴‘𝑢)))
2120fveq1d 6887 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑢 → ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑗))
22 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑣 → ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2321, 22cbvmpov 7515 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (1...6), 𝑗 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑖))‘𝑗)) = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2419, 23eqtri 2783 . . . . . . 7 𝑉 = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴‘𝑢))‘𝑣))
2524tposmpo 8280 . . . . . 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 7085 . . . . . 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 50972 . . . . . 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 8084 . . . 4 (𝜑 → tpos 𝑉:((1...6) × (1...6))⟶ℝ)
35 1nn 12346 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
36 6nn 12432 . . . . . . . 8 6 ∈ ℕ
37 1re 11308 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ
38 6re 12433 . . . . . . . . 9 6 ∈ ℝ
39 1lt6 12530 . . . . . . . . 9 1 < 6
4037, 38, 39ltleii 11433 . . . . . . . 8 1 ≤ 6
41 elfz1b 13727 . . . . . . . 8 (1 ∈ (1...6) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 1 ≤ 6))
4235, 36, 40, 41mpbir3an 1360 . . . . . . 7 1 ∈ (1...6)
4342ne0ii 4289 . . . . . 6 (1...6) ≠ ∅
44 eldifsn 4747 . . . . . 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 11291 . . . . 5 ℝ ∈ V
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ V)
49 curf 8890 . . . 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 6696 . 2 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
52 veroquad.k . . . 4 (𝜑 → 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5347, 7elmap 8899 . . . 4 (𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)) ↔ 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5452, 53sylibr 237 . . 3 (𝜑 → 𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)))
5554, 18eleqtrd 2862 . 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 50984 . 2 (𝜑 → ((ℝfld freeLMod (1...6)) Σg (𝐾 ∘f ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))curry tpos 𝑉)) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
59 eqid 2760 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (Base‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
608frlmsca 22059 . . . 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 2760 . . 3 ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = ( ·𝑠 ‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
63 eqid 2760 . . 3 (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6))) = (0g‘(ℝfld freeLMod (1...6)))
64 re0g 21918 . . 3 0 = (0g‘ℝfld)
6559, 61, 62, 63, 64, 59nellindf 50970 . 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 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  Vcvv 3450   ∖ cdif 4045  ∅c0 4278  {csn 4583   class class class wbr 5102   × cxp 5648  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422   ∘f cof 7691  tpos ctpos 8242  curry ccur 8282   ↑m cmap 8847  Fincfn 8973  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   ≤ cle 11344  ℕcn 12335  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  5c5 12400  6c6 12401  ...cfz 13639  ↑cexp 14204  Basecbs 17387  Scalarcsca 17431   ·𝑠 cvsca 17432  0gc0g 17610   Σg cgsu 17611  Ringcrg 20459  CRingccrg 20460  DivRingcdr 20980  Fieldcfield 20981  LModclmod 21135  ℝfldcrefld 21910   freeLMod cfrlm 22052   LIndF clindf 22110  veronesecveronese 50968
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 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-addf 11279  ax-mulf 11280
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 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  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-se 5604  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-isom 6547  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-supp 8178  df-tpos 8243  df-cur 8284  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-dvr 20631  df-nzr 20763  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-drng 20982  df-field 20983  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-lsp 21247  df-lmhm 21297  df-lbs 21350  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-cnfld 21679  df-refld 21911  df-dsmm 22038  df-frlm 22053  df-uvc 22089  df-lindf 22112  df-veronese 50969
This theorem is used by:  veroquaddetzerod  50986
  Copyright terms: Public domain W3C validator