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Theorem lcfl7N

Description: Property of a functional with a closed kernel. Every nonzero functional is determined by a unique nonzero vector. Note that ( LG ) = V means the functional is zero by lkr0f . (Contributed by NM, 4-Jan-2015) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses lcfl6.h H=LHypK
lcfl6.o ˙=ocHKW
lcfl6.u U=DVecHKW
lcfl6.v V=BaseU
lcfl6.a +˙=+U
lcfl6.t ·˙=U
lcfl6.s S=ScalarU
lcfl6.r R=BaseS
lcfl6.z 0˙=0U
lcfl6.f F=LFnlU
lcfl6.l L=LKerU
lcfl6.c C=fF|˙˙Lf=Lf
lcfl6.k φKHLWH
lcfl6.g φGF
Assertion lcfl7N φGCLG=V∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfl6.h H=LHypK
2 lcfl6.o ˙=ocHKW
3 lcfl6.u U=DVecHKW
4 lcfl6.v V=BaseU
5 lcfl6.a +˙=+U
6 lcfl6.t ·˙=U
7 lcfl6.s S=ScalarU
8 lcfl6.r R=BaseS
9 lcfl6.z 0˙=0U
10 lcfl6.f F=LFnlU
11 lcfl6.l L=LKerU
12 lcfl6.c C=fF|˙˙Lf=Lf
13 lcfl6.k φKHLWH
14 lcfl6.g φGF
15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 lcfl6 φGCLG=VxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
16 13 ad2antrr φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yKHLWH
17 eqid uVιlR|z˙xu=z+˙l·˙x=uVιlR|z˙xu=z+˙l·˙x
18 eqid uVιlR|z˙yu=z+˙l·˙y=uVιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
19 simplrl φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yxV0˙
20 simplrr φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yyV0˙
21 simprl φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yG=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
22 eqeq1 v=uv=w+˙k·˙xu=w+˙k·˙x
23 22 rexbidv v=uw˙xv=w+˙k·˙xw˙xu=w+˙k·˙x
24 23 riotabidv v=uιkR|w˙xv=w+˙k·˙x=ιkR|w˙xu=w+˙k·˙x
25 oveq1 k=lk·˙x=l·˙x
26 25 oveq2d k=lw+˙k·˙x=w+˙l·˙x
27 26 eqeq2d k=lu=w+˙k·˙xu=w+˙l·˙x
28 27 rexbidv k=lw˙xu=w+˙k·˙xw˙xu=w+˙l·˙x
29 oveq1 w=zw+˙l·˙x=z+˙l·˙x
30 29 eqeq2d w=zu=w+˙l·˙xu=z+˙l·˙x
31 30 cbvrexvw w˙xu=w+˙l·˙xz˙xu=z+˙l·˙x
32 28 31 bitrdi k=lw˙xu=w+˙k·˙xz˙xu=z+˙l·˙x
33 32 cbvriotavw ιkR|w˙xu=w+˙k·˙x=ιlR|z˙xu=z+˙l·˙x
34 24 33 eqtrdi v=uιkR|w˙xv=w+˙k·˙x=ιlR|z˙xu=z+˙l·˙x
35 34 cbvmptv vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x=uVιlR|z˙xu=z+˙l·˙x
36 21 35 eqtrdi φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yG=uVιlR|z˙xu=z+˙l·˙x
37 simprr φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙y
38 eqeq1 v=uv=w+˙k·˙yu=w+˙k·˙y
39 38 rexbidv v=uw˙yv=w+˙k·˙yw˙yu=w+˙k·˙y
40 39 riotabidv v=uιkR|w˙yv=w+˙k·˙y=ιkR|w˙yu=w+˙k·˙y
41 oveq1 k=lk·˙y=l·˙y
42 41 oveq2d k=lw+˙k·˙y=w+˙l·˙y
43 42 eqeq2d k=lu=w+˙k·˙yu=w+˙l·˙y
44 43 rexbidv k=lw˙yu=w+˙k·˙yw˙yu=w+˙l·˙y
45 oveq1 w=zw+˙l·˙y=z+˙l·˙y
46 45 eqeq2d w=zu=w+˙l·˙yu=z+˙l·˙y
47 46 cbvrexvw w˙yu=w+˙l·˙yz˙yu=z+˙l·˙y
48 44 47 bitrdi k=lw˙yu=w+˙k·˙yz˙yu=z+˙l·˙y
49 48 cbvriotavw ιkR|w˙yu=w+˙k·˙y=ιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
50 40 49 eqtrdi v=uιkR|w˙yv=w+˙k·˙y=ιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
51 50 cbvmptv vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙y=uVιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
52 37 51 eqtrdi φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yG=uVιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
53 36 52 eqtr3d φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yuVιlR|z˙xu=z+˙l·˙x=uVιlR|z˙yu=z+˙l·˙y
54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 16 17 18 19 20 53 lcfl7lem φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
55 54 ex φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
56 55 ralrimivva φxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
57 56 a1d φxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
58 57 ancld φxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
59 sneq x=yx=y
60 59 fveq2d x=y˙x=˙y
61 oveq2 x=yk·˙x=k·˙y
62 61 oveq2d x=yw+˙k·˙x=w+˙k·˙y
63 62 eqeq2d x=yv=w+˙k·˙xv=w+˙k·˙y
64 60 63 rexeqbidv x=yw˙xv=w+˙k·˙xw˙yv=w+˙k·˙y
65 64 riotabidv x=yιkR|w˙xv=w+˙k·˙x=ιkR|w˙yv=w+˙k·˙y
66 65 mpteq2dv x=yvVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙y
67 66 eqeq2d x=yG=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙y
68 67 reu4 ∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙yV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xG=vVιkR|w˙yv=w+˙k·˙yx=y
69 58 68 syl6ibr φxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
70 reurex ∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
71 69 70 impbid1 φxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
72 71 orbi2d φLG=VxV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙xLG=V∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x
73 15 72 bitrd φGCLG=V∃!xV0˙G=vVιkR|w˙xv=w+˙k·˙x