Metamath Proof Explorer


Theorem dimkerim

Description: Given a linear map F between vector spaces V and U , the dimension of the vector space V is the sum of the dimension of F 's kernel and the dimension of F 's image. Second part of theorem 5.3 in Lang p. 141 This can also be described as the Rank-nullity theorem, ( dimI ) being the rank of F (the dimension of its image), and ( dimK ) its nullity (the dimension of its kernel). (Contributed by Thierry Arnoux, 17-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses dimkerim.0 0˙=0U
dimkerim.k K=V𝑠F-10˙
dimkerim.i I=U𝑠ranF
Assertion dimkerim VLVecFVLMHomUdimV=dimK+𝑒dimI

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dimkerim.0 0˙=0U
2 dimkerim.k K=V𝑠F-10˙
3 dimkerim.i I=U𝑠ranF
4 1 2 kerlmhm VLVecFVLMHomUKLVec
5 eqid LBasisK=LBasisK
6 5 lbsex KLVecLBasisK
7 4 6 syl VLVecFVLMHomULBasisK
8 n0 LBasisKwwLBasisK
9 7 8 sylib VLVecFVLMHomUwwLBasisK
10 simpllr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwLBasisK
11 vex bV
12 11 difexi bwV
13 12 a1i VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwV
14 disjdif wbw=
15 14 a1i VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwbw=
16 hashunx wLBasisKbwVwbw=wbw=w+𝑒bw
17 10 13 15 16 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwbw=w+𝑒bw
18 simp-4l VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbVLVec
19 simpr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwb
20 undif wbwbw=b
21 19 20 sylib VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwbw=b
22 simplr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbLBasisV
23 21 22 eqeltrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwbwLBasisV
24 eqid LBasisV=LBasisV
25 24 dimval VLVecwbwLBasisVdimV=wbw
26 18 23 25 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimV=wbw
27 4 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbKLVec
28 5 dimval KLVecwLBasisKdimK=w
29 27 10 28 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimK=w
30 3 imlmhm VLVecFVLMHomUILVec
31 30 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbILVec
32 simp-4r VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFVLMHomU
33 lmhmlmod2 FVLMHomUULMod
34 32 33 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbULMod
35 lmhmrnlss FVLMHomUranFLSubSpU
36 32 35 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbranFLSubSpU
37 df-ima FLSpanVbw=ranFLSpanVbw
38 imassrn FLSpanVbwranF
39 38 a1i VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwranF
40 37 39 eqsstrrid VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbranFLSpanVbwranF
41 lveclmod VLVecVLMod
42 41 ad4antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbVLMod
43 24 lbslinds LBasisVLIndSV
44 43 22 sselid VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbLIndSV
45 difssd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwb
46 lindsss VLModbLIndSVbwbbwLIndSV
47 42 44 45 46 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwLIndSV
48 eqid BaseV=BaseV
49 48 linds1 bwLIndSVbwBaseV
50 47 49 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwBaseV
51 eqid LSubSpV=LSubSpV
52 eqid LSpanV=LSpanV
53 48 51 52 lspcl VLModbwBaseVLSpanVbwLSubSpV
54 42 50 53 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwLSubSpV
55 eqid V𝑠LSpanVbw=V𝑠LSpanVbw
56 51 55 reslmhm FVLMHomULSpanVbwLSubSpVFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomU
57 32 54 56 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomU
58 eqid LSubSpU=LSubSpU
59 3 58 reslmhm2b ULModranFLSubSpUranFLSpanVbwranFFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomUFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomI
60 59 biimpa ULModranFLSubSpUranFLSpanVbwranFFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomUFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomI
61 34 36 40 57 60 syl31anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomI
62 lmghm FVLMHomUFVGrpHomU
63 62 ad4antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFVGrpHomU
64 48 24 lbsss bLBasisVbBaseV
65 22 64 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbBaseV
66 45 65 sstrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwBaseV
67 42 66 53 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwLSubSpV
68 51 lsssubg VLModLSpanVbwLSubSpVLSpanVbwSubGrpV
69 42 67 68 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwSubGrpV
70 55 resghm FVGrpHomULSpanVbwSubGrpVFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwGrpHomU
71 63 69 70 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwGrpHomU
72 eqid BaseU=BaseU
73 48 72 lmhmf FVLMHomUF:BaseVBaseU
74 73 ad4antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbF:BaseVBaseU
75 74 ffnd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFFnBaseV
76 48 52 lspssv VLModbwBaseVLSpanVbwBaseV
77 42 66 76 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwBaseV
78 fnssres FFnBaseVLSpanVbwBaseVFLSpanVbwFnLSpanVbw
79 75 77 78 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwFnLSpanVbw
80 fniniseg FLSpanVbwFnLSpanVbwxFLSpanVbw-10˙xLSpanVbwFLSpanVbwx=0˙
81 80 biimpa FLSpanVbwFnLSpanVbwxFLSpanVbw-10˙xLSpanVbwFLSpanVbwx=0˙
82 79 81 sylan VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙xLSpanVbwFLSpanVbwx=0˙
83 82 simpld VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙xLSpanVbw
84 75 adantr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙FFnBaseV
85 77 adantr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙LSpanVbwBaseV
86 85 83 sseldd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙xBaseV
87 83 fvresd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙FLSpanVbwx=Fx
88 82 simprd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙FLSpanVbwx=0˙
89 87 88 eqtr3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙Fx=0˙
90 fniniseg FFnBaseVxF-10˙xBaseVFx=0˙
91 90 biimpar FFnBaseVxBaseVFx=0˙xF-10˙
92 84 86 89 91 syl12anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙xF-10˙
93 83 92 elind VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙xLSpanVbwF-10˙
94 simpr VLVecFVLMHomUwLBasisKwLBasisK
95 eqid BaseK=BaseK
96 eqid LSpanK=LSpanK
97 95 5 96 lbssp wLBasisKLSpanKw=BaseK
98 94 97 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKLSpanKw=BaseK
99 41 ad2antrr VLVecFVLMHomUwLBasisKVLMod
100 eqid F-10˙=F-10˙
101 100 1 51 lmhmkerlss FVLMHomUF-10˙LSubSpV
102 101 ad2antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKF-10˙LSubSpV
103 95 5 lbsss wLBasisKwBaseK
104 94 103 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKwBaseK
105 cnvimass F-10˙domF
106 105 73 fssdm FVLMHomUF-10˙BaseV
107 2 48 ressbas2 F-10˙BaseVF-10˙=BaseK
108 106 107 syl FVLMHomUF-10˙=BaseK
109 108 ad2antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKF-10˙=BaseK
110 104 109 sseqtrrd VLVecFVLMHomUwLBasisKwF-10˙
111 2 52 96 51 lsslsp VLModF-10˙LSubSpVwF-10˙LSpanVw=LSpanKw
112 99 102 110 111 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKLSpanVw=LSpanKw
113 98 112 109 3eqtr4d VLVecFVLMHomUwLBasisKLSpanVw=F-10˙
114 113 ad2antrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVw=F-10˙
115 114 ineq2d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwLSpanVw=LSpanVbwF-10˙
116 eqid 0V=0V
117 24 52 116 lbsdiflsp0 VLVecbLBasisVwbLSpanVbwLSpanVw=0V
118 117 ad5ant145 VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwLSpanVw=0V
119 115 118 eqtr3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwF-10˙=0V
120 119 adantr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙LSpanVbwF-10˙=0V
121 93 120 eleqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙x0V
122 121 ex VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbxFLSpanVbw-10˙x0V
123 122 ssrdv VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw-10˙0V
124 116 48 52 0ellsp VLModbwBaseV0VLSpanVbw
125 42 66 124 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb0VLSpanVbw
126 fvexd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw0VV
127 125 fvresd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw0V=F0V
128 116 1 ghmid FVGrpHomUF0V=0˙
129 62 128 syl FVLMHomUF0V=0˙
130 129 ad4antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbF0V=0˙
131 127 130 eqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw0V=0˙
132 elsng FLSpanVbw0VVFLSpanVbw0V0˙FLSpanVbw0V=0˙
133 132 biimpar FLSpanVbw0VVFLSpanVbw0V=0˙FLSpanVbw0V0˙
134 126 131 133 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw0V0˙
135 79 125 134 elpreimad VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb0VFLSpanVbw-10˙
136 135 snssd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb0VFLSpanVbw-10˙
137 123 136 eqssd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw-10˙=0V
138 lmodgrp VLModVGrp
139 grpmnd VGrpVMnd
140 42 138 139 3syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbVMnd
141 55 48 116 ress0g VMnd0VLSpanVbwLSpanVbwBaseV0V=0V𝑠LSpanVbw
142 140 125 77 141 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb0V=0V𝑠LSpanVbw
143 142 sneqd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb0V=0V𝑠LSpanVbw
144 137 143 eqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw-10˙=0V𝑠LSpanVbw
145 eqid BaseV𝑠LSpanVbw=BaseV𝑠LSpanVbw
146 eqid 0V𝑠LSpanVbw=0V𝑠LSpanVbw
147 145 72 146 1 kerf1ghm FLSpanVbwV𝑠LSpanVbwGrpHomUFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1BaseUFLSpanVbw-10˙=0V𝑠LSpanVbw
148 147 biimpar FLSpanVbwV𝑠LSpanVbwGrpHomUFLSpanVbw-10˙=0V𝑠LSpanVbwFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1BaseU
149 71 144 148 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1BaseU
150 eqidd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw=FLSpanVbw
151 55 48 ressbas2 LSpanVbwBaseVLSpanVbw=BaseV𝑠LSpanVbw
152 77 151 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbw=BaseV𝑠LSpanVbw
153 eqidd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbBaseU=BaseU
154 150 152 153 f1eq123d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1BaseUFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1BaseU
155 149 154 mpbird VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1BaseU
156 f1ssr FLSpanVbw:LSpanVbw1-1BaseUranFLSpanVbwranFFLSpanVbw:LSpanVbw1-1ranF
157 155 40 156 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1ranF
158 f1f1orn FLSpanVbw:LSpanVbw1-1ranFFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranFLSpanVbw
159 157 158 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranFLSpanVbw
160 simp-4r VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFx=y
161 75 ad6antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFFnBaseV
162 simpllr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvuLSpanVw
163 113 ad8antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvLSpanVw=F-10˙
164 162 163 eleqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvuF-10˙
165 fniniseg FFnBaseVuF-10˙uBaseVFu=0˙
166 165 simplbda FFnBaseVuF-10˙Fu=0˙
167 161 164 166 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFu=0˙
168 167 oveq1d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFu+UFv=0˙+UFv
169 simpr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vvx=u+Vv
170 169 fveq2d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFx=Fu+Vv
171 63 ad6antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFVGrpHomU
172 48 52 lspss VLModbBaseVwbLSpanVwLSpanVb
173 42 65 19 172 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVwLSpanVb
174 48 24 52 lbssp bLBasisVLSpanVb=BaseV
175 22 174 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVb=BaseV
176 173 175 sseqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVwBaseV
177 176 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yLSpanVwBaseV
178 177 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvLSpanVwBaseV
179 178 162 sseldd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvuBaseV
180 77 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yLSpanVbwBaseV
181 180 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvLSpanVbwBaseV
182 simplr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvvLSpanVbw
183 181 182 sseldd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvvBaseV
184 eqid +V=+V
185 eqid +U=+U
186 48 184 185 ghmlin FVGrpHomUuBaseVvBaseVFu+Vv=Fu+UFv
187 171 179 183 186 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFu+Vv=Fu+UFv
188 170 187 eqtr2d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFu+UFv=Fx
189 lmhmlvec2 VLVecFVLMHomUULVec
190 lveclmod ULVecULMod
191 lmodgrp ULModUGrp
192 189 190 191 3syl VLVecFVLMHomUUGrp
193 192 ad9antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvUGrp
194 74 ad6antr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvF:BaseVBaseU
195 194 183 ffvelcdmd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFvBaseU
196 72 185 1 grplid UGrpFvBaseU0˙+UFv=Fv
197 193 195 196 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vv0˙+UFv=Fv
198 168 188 197 3eqtr3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFx=Fv
199 160 198 eqtr3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vvy=Fv
200 161 183 182 fnfvimad VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvFvFLSpanVbw
201 199 200 eqeltrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+VvyFLSpanVbw
202 simp-7l VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yVLVec
203 simplr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yxBaseV
204 110 ad2antrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwF-10˙
205 106 ad4antlr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbF-10˙BaseV
206 204 205 sstrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbwBaseV
207 eqid LSSumV=LSSumV
208 48 52 207 lsmsp2 VLModwBaseVbwBaseVLSpanVwLSSumVLSpanVbw=LSpanVwbw
209 42 206 66 208 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVwLSSumVLSpanVbw=LSpanVwbw
210 21 fveq2d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVwbw=LSpanVb
211 209 210 175 3eqtrrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbBaseV=LSpanVwLSSumVLSpanVbw
212 211 ad3antrrr VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yBaseV=LSpanVwLSSumVLSpanVbw
213 203 212 eleqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yxLSpanVwLSSumVLSpanVbw
214 48 184 207 lsmelvalx VLVecLSpanVwBaseVLSpanVbwBaseVxLSpanVwLSSumVLSpanVbwuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vv
215 214 biimpa VLVecLSpanVwBaseVLSpanVbwBaseVxLSpanVwLSSumVLSpanVbwuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vv
216 202 177 180 213 215 syl31anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yuLSpanVwvLSpanVbwx=u+Vv
217 201 216 r19.29vva VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=yyFLSpanVbw
218 fvelrnb FFnBaseVyranFxBaseVFx=y
219 218 biimpa FFnBaseVyranFxBaseVFx=y
220 75 219 sylan VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFxBaseVFx=y
221 217 220 r19.29a VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbyranFyFLSpanVbw
222 39 221 eqelssd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw=ranF
223 37 222 eqtr3id VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbranFLSpanVbw=ranF
224 223 f1oeq3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranFLSpanVbwFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranF
225 159 224 mpbid VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranF
226 42 50 76 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbwBaseV
227 226 151 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbw=BaseV𝑠LSpanVbw
228 frn F:BaseVBaseUranFBaseU
229 3 72 ressbas2 ranFBaseUranF=BaseI
230 73 228 229 3syl FVLMHomUranF=BaseI
231 32 230 syl VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbranF=BaseI
232 150 227 231 f1oeq123d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:LSpanVbw1-1 ontoranFFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1 ontoBaseI
233 225 232 mpbid VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1 ontoBaseI
234 eqid BaseI=BaseI
235 145 234 islmim FLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMIsoIFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMHomIFLSpanVbw:BaseV𝑠LSpanVbw1-1 ontoBaseI
236 61 233 235 sylanbrc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMIsoI
237 48 52 lspssid VLModbwBaseVbwLSpanVbw
238 42 50 237 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwLSpanVbw
239 51 55 lsslinds VLModLSpanVbwLSubSpVbwLSpanVbwbwLIndSV𝑠LSpanVbwbwLIndSV
240 239 biimpar VLModLSpanVbwLSubSpVbwLSpanVbwbwLIndSVbwLIndSV𝑠LSpanVbw
241 42 67 238 47 240 syl31anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwLIndSV𝑠LSpanVbw
242 eqid LSpanV𝑠LSpanVbw=LSpanV𝑠LSpanVbw
243 55 52 242 51 lsslsp VLModLSpanVbwLSubSpVbwLSpanVbwLSpanVbw=LSpanV𝑠LSpanVbwbw
244 42 54 238 243 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanVbw=LSpanV𝑠LSpanVbwbw
245 244 227 eqtr3d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbLSpanV𝑠LSpanVbwbw=BaseV𝑠LSpanVbw
246 eqid LBasisV𝑠LSpanVbw=LBasisV𝑠LSpanVbw
247 145 246 242 islbs4 bwLBasisV𝑠LSpanVbwbwLIndSV𝑠LSpanVbwLSpanV𝑠LSpanVbwbw=BaseV𝑠LSpanVbw
248 241 245 247 sylanbrc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbbwLBasisV𝑠LSpanVbw
249 eqid LBasisI=LBasisI
250 246 249 lmimlbs FLSpanVbwV𝑠LSpanVbwLMIsoIbwLBasisV𝑠LSpanVbwFLSpanVbwbwLBasisI
251 236 248 250 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwbwLBasisI
252 249 dimval ILVecFLSpanVbwbwLBasisIdimI=FLSpanVbwbw
253 31 251 252 syl2anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimI=FLSpanVbwbw
254 f1imaeng FLSpanVbw:LSpanVbw1-1ranFbwLSpanVbwbwLIndSVFLSpanVbwbwbw
255 hasheni FLSpanVbwbwbwFLSpanVbwbw=bw
256 254 255 syl FLSpanVbw:LSpanVbw1-1ranFbwLSpanVbwbwLIndSVFLSpanVbwbw=bw
257 157 238 47 256 syl3anc VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbFLSpanVbwbw=bw
258 253 257 eqtrd VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimI=bw
259 29 258 oveq12d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimK+𝑒dimI=w+𝑒bw
260 17 26 259 3eqtr4d VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwbdimV=dimK+𝑒dimI
261 5 lbslinds LBasisKLIndSK
262 261 94 sselid VLVecFVLMHomUwLBasisKwLIndSK
263 51 2 lsslinds VLModF-10˙LSubSpVwF-10˙wLIndSKwLIndSV
264 263 biimpa VLModF-10˙LSubSpVwF-10˙wLIndSKwLIndSV
265 99 102 110 262 264 syl31anc VLVecFVLMHomUwLBasisKwLIndSV
266 24 islinds4 VLVecwLIndSVbLBasisVwb
267 266 ad2antrr VLVecFVLMHomUwLBasisKwLIndSVbLBasisVwb
268 265 267 mpbid VLVecFVLMHomUwLBasisKbLBasisVwb
269 260 268 r19.29a VLVecFVLMHomUwLBasisKdimV=dimK+𝑒dimI
270 9 269 exlimddv VLVecFVLMHomUdimV=dimK+𝑒dimI