Metamath Proof Explorer


Theorem dochshpncl

Description: If a hyperplane is not closed, its closure equals the vector space. (Contributed by NM, 29-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses dochshpncl.h H = LHyp K
dochshpncl.o ˙ = ocH K W
dochshpncl.u U = DVecH K W
dochshpncl.v V = Base U
dochshpncl.y Y = LSHyp U
dochshpncl.k φ K HL W H
dochshpncl.x φ X Y
Assertion dochshpncl φ ˙ ˙ X X ˙ ˙ X = V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dochshpncl.h H = LHyp K
2 dochshpncl.o ˙ = ocH K W
3 dochshpncl.u U = DVecH K W
4 dochshpncl.v V = Base U
5 dochshpncl.y Y = LSHyp U
6 dochshpncl.k φ K HL W H
7 dochshpncl.x φ X Y
8 eqid LSpan U = LSpan U
9 eqid LSubSp U = LSubSp U
10 eqid LSSum U = LSSum U
11 1 3 6 dvhlmod φ U LMod
12 4 8 9 10 5 11 islshpsm φ X Y X LSubSp U X V v V X LSSum U LSpan U v = V
13 7 12 mpbid φ X LSubSp U X V v V X LSSum U LSpan U v = V
14 13 simp3d φ v V X LSSum U LSpan U v = V
15 14 adantr φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V
16 id φ v V φ v V
17 16 adantlr φ ˙ ˙ X X v V φ v V
18 17 3adant3 φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V φ v V
19 9 5 11 7 lshplss φ X LSubSp U
20 4 9 lssss X LSubSp U X V
21 19 20 syl φ X V
22 1 3 4 2 dochocss K HL W H X V X ˙ ˙ X
23 6 21 22 syl2anc φ X ˙ ˙ X
24 23 adantr φ ˙ ˙ X X X ˙ ˙ X
25 24 3ad2ant1 φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V X ˙ ˙ X
26 simp1r φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X X
27 26 necomd φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V X ˙ ˙ X
28 df-pss X ˙ ˙ X X ˙ ˙ X X ˙ ˙ X
29 25 27 28 sylanbrc φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V X ˙ ˙ X
30 1 3 4 2 dochssv K HL W H X V ˙ X V
31 6 21 30 syl2anc φ ˙ X V
32 1 3 4 2 dochssv K HL W H ˙ X V ˙ ˙ X V
33 6 31 32 syl2anc φ ˙ ˙ X V
34 33 adantr φ ˙ ˙ X X ˙ ˙ X V
35 34 3ad2ant1 φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X V
36 simp3 φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V X LSSum U LSpan U v = V
37 35 36 sseqtrrd φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X X LSSum U LSpan U v
38 6 adantr φ v V K HL W H
39 1 3 38 dvhlvec φ v V U LVec
40 19 adantr φ v V X LSubSp U
41 1 3 4 9 2 dochlss K HL W H ˙ X V ˙ ˙ X LSubSp U
42 6 31 41 syl2anc φ ˙ ˙ X LSubSp U
43 42 adantr φ v V ˙ ˙ X LSubSp U
44 simpr φ v V v V
45 4 9 8 10 39 40 43 44 lsmcv φ v V X ˙ ˙ X ˙ ˙ X X LSSum U LSpan U v ˙ ˙ X = X LSSum U LSpan U v
46 18 29 37 45 syl3anc φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X = X LSSum U LSpan U v
47 46 36 eqtrd φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X = V
48 47 rexlimdv3a φ ˙ ˙ X X v V X LSSum U LSpan U v = V ˙ ˙ X = V
49 15 48 mpd φ ˙ ˙ X X ˙ ˙ X = V
50 simpr φ ˙ ˙ X = V ˙ ˙ X = V
51 4 5 11 7 lshpne φ X V
52 51 adantr φ ˙ ˙ X = V X V
53 52 necomd φ ˙ ˙ X = V V X
54 50 53 eqnetrd φ ˙ ˙ X = V ˙ ˙ X X
55 49 54 impbida φ ˙ ˙ X X ˙ ˙ X = V