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Theorem hdmap11lem2

Description: Lemma for hdmapadd . (Contributed by NM, 26-May-2015)

Ref Expression
Hypotheses hdmap11.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
hdmap11.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
hdmap11.v ⊢ V = Base U
hdmap11.p ⊢ + ˙ = + U
hdmap11.c ⊢ C = LCDual ⁡ K ⁡ W
hdmap11.a ⊢ ✚ ˙ = + C
hdmap11.s ⊢ S = HDMap ⁡ K ⁡ W
hdmap11.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
hdmap11.x ⊢ φ → X ∈ V
hdmap11.y ⊢ φ → Y ∈ V
hdmap11.e ⊢ E = I ↾ Base K I ↾ LTrn ⁡ K ⁡ W
hdmap11.o ⊢ 0 ˙ = 0 U
hdmap11.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
hdmap11.d ⊢ D = Base C
hdmap11.l ⊢ L = LSpan ⁡ C
hdmap11.m ⊢ M = mapd ⁡ K ⁡ W
hdmap11.j ⊢ J = HVMap ⁡ K ⁡ W
hdmap11.i ⊢ I = HDMap1 ⁡ K ⁡ W
Assertion hdmap11lem2 ⊢ φ → S ⁡ X + ˙ Y = S ⁡ X ✚ ˙ S ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hdmap11.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 hdmap11.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
3 hdmap11.v ⊢ V = Base U
4 hdmap11.p ⊢ + ˙ = + U
5 hdmap11.c ⊢ C = LCDual ⁡ K ⁡ W
6 hdmap11.a ⊢ ✚ ˙ = + C
7 hdmap11.s ⊢ S = HDMap ⁡ K ⁡ W
8 hdmap11.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
9 hdmap11.x ⊢ φ → X ∈ V
10 hdmap11.y ⊢ φ → Y ∈ V
11 hdmap11.e ⊢ E = I ↾ Base K I ↾ LTrn ⁡ K ⁡ W
12 hdmap11.o ⊢ 0 ˙ = 0 U
13 hdmap11.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
14 hdmap11.d ⊢ D = Base C
15 hdmap11.l ⊢ L = LSpan ⁡ C
16 hdmap11.m ⊢ M = mapd ⁡ K ⁡ W
17 hdmap11.j ⊢ J = HVMap ⁡ K ⁡ W
18 hdmap11.i ⊢ I = HDMap1 ⁡ K ⁡ W
19 1 2 3 13 8 9 10 dvh3dim ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y
20 19 adantr ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y
21 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
22 1 2 8 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
23 22 adantr ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → U ∈ LMod
24 3 21 13 22 9 10 lspprcl ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
25 24 adantr ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
26 simpr ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → E ∈ N ⁡ X Y
27 21 13 23 25 26 ellspsn5 ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → N ⁡ E ⊆ N ⁡ X Y
28 27 ssneld ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → ¬ z ∈ N ⁡ X Y → ¬ z ∈ N ⁡ E
29 28 ancld ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → ¬ z ∈ N ⁡ X Y → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
30 29 reximdv ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
31 20 30 mpd ⊢ φ ∧ E ∈ N ⁡ X Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
32 eqid ⊢ Base K = Base K
33 eqid ⊢ LTrn ⁡ K ⁡ W = LTrn ⁡ K ⁡ W
34 1 32 33 2 3 12 11 8 dvheveccl ⊢ φ → E ∈ V ∖ 0 ˙
35 34 eldifad ⊢ φ → E ∈ V
36 1 2 3 13 8 35 10 dvh3dim ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ E Y
37 36 adantr ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ E Y
38 preq1 ⊢ X = 0 ˙ → X Y = 0 ˙ Y
39 prcom ⊢ 0 ˙ Y = Y 0 ˙
40 38 39 eqtrdi ⊢ X = 0 ˙ → X Y = Y 0 ˙
41 40 fveq2d ⊢ X = 0 ˙ → N ⁡ X Y = N ⁡ Y 0 ˙
42 3 12 13 22 10 lsppr0 ⊢ φ → N ⁡ Y 0 ˙ = N ⁡ Y
43 41 42 sylan9eqr ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → N ⁡ X Y = N ⁡ Y
44 3 21 13 22 35 10 lspprcl ⊢ φ → N ⁡ E Y ∈ LSubSp ⁡ U
45 3 13 22 35 10 lspprid2 ⊢ φ → Y ∈ N ⁡ E Y
46 21 13 22 44 45 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ Y ⊆ N ⁡ E Y
47 46 adantr ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → N ⁡ Y ⊆ N ⁡ E Y
48 43 47 eqsstrd ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → N ⁡ X Y ⊆ N ⁡ E Y
49 48 ssneld ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ¬ z ∈ N ⁡ E Y → ¬ z ∈ N ⁡ X Y
50 3 13 22 35 10 lspprid1 ⊢ φ → E ∈ N ⁡ E Y
51 21 13 22 44 50 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ E ⊆ N ⁡ E Y
52 51 adantr ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → N ⁡ E ⊆ N ⁡ E Y
53 52 ssneld ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ¬ z ∈ N ⁡ E Y → ¬ z ∈ N ⁡ E
54 49 53 jcad ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ¬ z ∈ N ⁡ E Y → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
55 54 reximdv ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ E Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
56 37 55 mpd ⊢ φ ∧ X = 0 ˙ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
57 56 adantlr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X = 0 ˙ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
58 3 4 lmodvacl ⊢ U ∈ LMod ∧ E ∈ V ∧ X ∈ V → E + ˙ X ∈ V
59 22 35 9 58 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ X ∈ V
60 59 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → E + ˙ X ∈ V
61 22 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → U ∈ LMod
62 24 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
63 3 13 22 9 10 lspprid1 ⊢ φ → X ∈ N ⁡ X Y
64 63 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → X ∈ N ⁡ X Y
65 35 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → E ∈ V
66 simplr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ¬ E ∈ N ⁡ X Y
67 3 4 21 61 62 64 65 66 lssvancl2 ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ X Y
68 3 21 13 lspsncl ⊢ U ∈ LMod ∧ E ∈ V → N ⁡ E ∈ LSubSp ⁡ U
69 22 35 68 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ E ∈ LSubSp ⁡ U
70 69 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → N ⁡ E ∈ LSubSp ⁡ U
71 3 13 lspsnid ⊢ U ∈ LMod ∧ E ∈ V → E ∈ N ⁡ E
72 22 35 71 syl2anc ⊢ φ → E ∈ N ⁡ E
73 72 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → E ∈ N ⁡ E
74 9 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → X ∈ V
75 1 2 8 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
76 75 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → U ∈ LVec
77 simpr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → X ≠ 0 ˙
78 eldifsn ⊢ X ∈ V ∖ 0 ˙ ↔ X ∈ V ∧ X ≠ 0 ˙
79 74 77 78 sylanbrc ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → X ∈ V ∖ 0 ˙
80 21 13 22 24 63 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X Y
81 80 sseld ⊢ φ → E ∈ N ⁡ X → E ∈ N ⁡ X Y
82 81 con3dimp ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y → ¬ E ∈ N ⁡ X
83 82 adantr ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ¬ E ∈ N ⁡ X
84 3 12 13 76 65 79 83 lspsnnecom ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ¬ X ∈ N ⁡ E
85 3 4 21 61 70 73 74 84 lssvancl1 ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ E
86 eleq1 ⊢ z = E + ˙ X → z ∈ N ⁡ X Y ↔ E + ˙ X ∈ N ⁡ X Y
87 86 notbid ⊢ z = E + ˙ X → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ↔ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ X Y
88 eleq1 ⊢ z = E + ˙ X → z ∈ N ⁡ E ↔ E + ˙ X ∈ N ⁡ E
89 88 notbid ⊢ z = E + ˙ X → ¬ z ∈ N ⁡ E ↔ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ E
90 87 89 anbi12d ⊢ z = E + ˙ X → ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E ↔ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ E
91 90 rspcev ⊢ E + ˙ X ∈ V ∧ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ E + ˙ X ∈ N ⁡ E → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
92 60 67 85 91 syl12anc ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y ∧ X ≠ 0 ˙ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
93 57 92 pm2.61dane ⊢ φ ∧ ¬ E ∈ N ⁡ X Y → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
94 31 93 pm2.61dan ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E
95 8 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → K ∈ HL ∧ W ∈ H
96 9 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → X ∈ V
97 10 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → Y ∈ V
98 simp2 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → z ∈ V
99 simp3l ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → ¬ z ∈ N ⁡ X Y
100 22 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → U ∈ LMod
101 35 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → E ∈ V
102 simp3r ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → ¬ z ∈ N ⁡ E
103 3 13 100 98 101 102 lspsnne2 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → N ⁡ z ≠ N ⁡ E
104 1 2 3 4 5 6 7 95 96 97 11 12 13 14 15 16 17 18 98 99 103 hdmap11lem1 ⊢ φ ∧ z ∈ V ∧ ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → S ⁡ X + ˙ Y = S ⁡ X ✚ ˙ S ⁡ Y
105 104 rexlimdv3a ⊢ φ → ∃ z ∈ V ¬ z ∈ N ⁡ X Y ∧ ¬ z ∈ N ⁡ E → S ⁡ X + ˙ Y = S ⁡ X ✚ ˙ S ⁡ Y
106 94 105 mpd ⊢ φ → S ⁡ X + ˙ Y = S ⁡ X ✚ ˙ S ⁡ Y