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 50883
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 21864 . . . . . . 7 fld ∈ Field
2 isfld 20932 . . . . . . 7 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
31, 2mpbi 233 . . . . . 6 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
43simpli 489 . . . . 5 fld ∈ DivRing
5 drngring 20926 . . . . 5 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
64, 5ax-mp 5 . . . 4 fld ∈ Ring
7 ovex 7449 . . . 4 (1...6) ∈ V
8 eqid 2760 . . . . 5 (ℝfld freeLMod (1...6)) = (ℝfld freeLMod (1...6))
98frlmlmod 21994 . . . 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 fld ∈ V
14 fzfi 14061 . . . . 5 (1...6) ∈ Fin
15 rebase 21851 . . . . . 6 ℝ = (Base‘ℝfld)
168, 15frlmfibas 22007 . . . . 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 6886 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑢 → (veronese‘(𝐴𝑖)) = (veronese‘(𝐴𝑢)))
2120fveq1d 6883 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑢 → ((veronese‘(𝐴𝑖))‘𝑗) = ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑗))
22 fveq2 6881 . . . . . . . . 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 2783 . . . . . . 7 𝑉 = (𝑢 ∈ (1...6), 𝑣 ∈ (1...6) ↦ ((veronese‘(𝐴𝑢))‘𝑣))
2524tposmpo 8266 . . . . . 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 50870 . . . . . 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 8075 . . . 4 (𝜑 → tpos 𝑉:((1...6) × (1...6))⟶ℝ)
35 1nn 12293 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
36 6nn 12379 . . . . . . . 8 6 ∈ ℕ
37 1re 11257 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ
38 6re 12380 . . . . . . . . 9 6 ∈ ℝ
39 1lt6 12477 . . . . . . . . 9 1 < 6
4037, 38, 39ltleii 11382 . . . . . . . 8 1 ≤ 6
41 elfz1b 13673 . . . . . . . 8 (1 ∈ (1...6) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 1 ≤ 6))
4235, 36, 40, 41mpbir3an 1360 . . . . . . 7 1 ∈ (1...6)
4342ne0ii 4290 . . . . . 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 11240 . . . . 5 ℝ ∈ V
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ V)
49 curf 8876 . . . 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 6692 . 2 (𝜑 → curry tpos 𝑉:(1...6)⟶(Base‘(ℝfld freeLMod (1...6))))
52 veroquad.k . . . 4 (𝜑𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5347, 7elmap 8885 . . . 4 (𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)) ↔ 𝐾:(1...6)⟶ℝ)
5452, 53sylibr 237 . . 3 (𝜑𝐾 ∈ (ℝ ↑m (1...6)))
5554, 18eleqtrd 2862 . 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 50882 . 2 (𝜑 → ((ℝfld freeLMod (1...6)) Σg (𝐾f ( ·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 21998 . . . 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 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 21857 . . 3 0 = (0g‘ℝfld)
6559, 61, 62, 63, 64, 59nellindf 50868 . 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 2955  Vcvv 3450  cdif 3896  c0 4279  {csn 4584   class class class wbr 5103   × cxp 5653  wf 6531  cfv 6535  (class class class)co 7416  cmpo 7418  f cof 7682  tpos ctpos 8228  curry ccur 8268  m cmap 8833  Fincfn 8959  cr 11148  0cc0 11149  1c1 11150   + caddc 11152   · cmul 11154  cle 11293  cn 12282  2c2 12344  3c3 12345  4c4 12346  5c5 12347  6c6 12348  ...cfz 13586  cexp 14150  Basecbs 17326  Scalarcsca 17370   ·𝑠 cvsca 17371  0gc0g 17549   Σg cgsu 17550  Ringcrg 20398  CRingccrg 20399  DivRingcdr 20919  Fieldcfield 20920  LModclmod 21074  fldcrefld 21849   freeLMod cfrlm 21991   LIndF clindf 22049  veronesecveronese 50866
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 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7742  ax-cnex 11205  ax-resscn 11206  ax-1cn 11207  ax-icn 11208  ax-addcl 11209  ax-addrcl 11210  ax-mulcl 11211  ax-mulrcl 11212  ax-mulcom 11213  ax-addass 11214  ax-mulass 11215  ax-distr 11216  ax-i2m1 11217  ax-1ne0 11218  ax-1rid 11219  ax-rnegex 11220  ax-rrecex 11221  ax-cnre 11222  ax-pre-lttri 11223  ax-pre-lttrn 11224  ax-pre-ltadd 11225  ax-pre-mulgt0 11226  ax-addf 11228  ax-mulf 11229
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 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 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  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 6301  df-ord 6362  df-on 6363  df-lim 6364  df-suc 6365  df-iota 6491  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-isom 6544  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7684  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8164  df-tpos 8229  df-cur 8270  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8365  df-rdg 8404  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8703  df-map 8835  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9339  df-sup 9419  df-oi 9489  df-card 9969  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11921  df-nn 12283  df-2 12352  df-3 12353  df-4 12354  df-5 12355  df-6 12356  df-7 12357  df-8 12358  df-9 12359  df-n0 12554  df-z 12641  df-dec 12762  df-uz 12913  df-fz 13587  df-fzo 13735  df-seq 14091  df-exp 14151  df-hash 14420  df-struct 17264  df-sets 17281  df-slot 17299  df-ndx 17311  df-base 17327  df-ress 17348  df-plusg 17380  df-mulr 17381  df-starv 17382  df-sca 17383  df-vsca 17384  df-ip 17385  df-tset 17386  df-ple 17387  df-ds 17389  df-unif 17390  df-hom 17391  df-cco 17392  df-0g 17551  df-gsum 17552  df-prds 17557  df-pws 17559  df-mre 17695  df-mrc 17696  df-acs 17698  df-mgm 18755  df-sgrp 18847  df-mnd 18863  df-mhm 18917  df-submnd 18918  df-grp 19086  df-minusg 19087  df-sbg 19088  df-mulg 19217  df-subg 19272  df-ghm 19367  df-cntz 19470  df-cmn 19935  df-abl 19936  df-mgp 20300  df-rng 20314  df-ur 20347  df-ring 20400  df-cring 20401  df-oppr 20506  df-dvdsr 20526  df-unit 20527  df-invr 20557  df-dvr 20570  df-nzr 20702  df-subrng 20737  df-subrg 20761  df-drng 20921  df-field 20922  df-lmod 21076  df-lss 21146  df-lsp 21186  df-lmhm 21236  df-lbs 21289  df-sra 21387  df-rgmod 21388  df-cnfld 21618  df-refld 21850  df-dsmm 21977  df-frlm 21992  df-uvc 22028  df-lindf 22051  df-veronese 50867
This theorem is used by:  veroquaddetzerod  50884
  Copyright terms: Public domain W3C validator