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Theorem dvh3dim

Description: There is a vector that is outside the span of 2 others. (Contributed by NM, 24-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses dvh3dim.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
dvh3dim.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
dvh3dim.v ⊢ V = Base U
dvh3dim.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
dvh3dim.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
dvh3dim.x ⊢ φ → X ∈ V
dvh3dim.y ⊢ φ → Y ∈ V
Assertion dvh3dim ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvh3dim.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 dvh3dim.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
3 dvh3dim.v ⊢ V = Base U
4 dvh3dim.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
5 dvh3dim.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
6 dvh3dim.x ⊢ φ → X ∈ V
7 dvh3dim.y ⊢ φ → Y ∈ V
8 1 2 3 4 5 7 dvh2dim ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ Y
9 8 adantr ⊢ φ ∧ X = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ Y
10 prcom ⊢ X Y = Y X
11 preq2 ⊢ X = 0 U → Y X = Y 0 U
12 10 11 eqtrid ⊢ X = 0 U → X Y = Y 0 U
13 12 fveq2d ⊢ X = 0 U → N ⁡ X Y = N ⁡ Y 0 U
14 eqid ⊢ 0 U = 0 U
15 1 2 5 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
16 3 14 4 15 7 lsppr0 ⊢ φ → N ⁡ Y 0 U = N ⁡ Y
17 13 16 sylan9eqr ⊢ φ ∧ X = 0 U → N ⁡ X Y = N ⁡ Y
18 17 eleq2d ⊢ φ ∧ X = 0 U → z ∈ N ⁡ X Y ↔ z ∈ N ⁡ Y
19 18 notbid ⊢ φ ∧ X = 0 U → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ↔ ¬ z ∈ N ⁡ Y
20 19 rexbidv ⊢ φ ∧ X = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ↔ ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ Y
21 9 20 mpbird ⊢ φ ∧ X = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y
22 1 2 3 4 5 6 dvh2dim ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X
23 22 adantr ⊢ φ ∧ Y = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X
24 preq2 ⊢ Y = 0 U → X Y = X 0 U
25 24 fveq2d ⊢ Y = 0 U → N ⁡ X Y = N ⁡ X 0 U
26 3 14 4 15 6 lsppr0 ⊢ φ → N ⁡ X 0 U = N ⁡ X
27 25 26 sylan9eqr ⊢ φ ∧ Y = 0 U → N ⁡ X Y = N ⁡ X
28 27 eleq2d ⊢ φ ∧ Y = 0 U → z ∈ N ⁡ X Y ↔ z ∈ N ⁡ X
29 28 notbid ⊢ φ ∧ Y = 0 U → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ↔ ¬ z ∈ N ⁡ X
30 29 rexbidv ⊢ φ ∧ Y = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ↔ ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X
31 23 30 mpbird ⊢ φ ∧ Y = 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y
32 5 adantr ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → K ∈ HL ∧ W ∈ H
33 6 adantr ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → X ∈ V
34 7 adantr ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → Y ∈ V
35 simprl ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → X ≠ 0 U
36 simprr ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → Y ≠ 0 U
37 1 2 3 4 32 33 34 14 35 36 dvhdimlem ⊢ φ ∧ X ≠ 0 U ∧ Y ≠ 0 U → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y
38 21 31 37 pm2.61da2ne ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y