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Theorem lcfrlem23

Description: Lemma for lcfr . TODO: this proof was built from other proof pieces that may change N{ X , Y } into subspace sum and back unnecessarily, or similar things. (Contributed by NM, 1-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcfrlem17.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
lcfrlem17.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
lcfrlem17.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
lcfrlem17.v ⊢ V = Base U
lcfrlem17.p ⊢ + ˙ = + U
lcfrlem17.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
lcfrlem17.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
lcfrlem17.a ⊢ A = LSAtoms ⁡ U
lcfrlem17.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
lcfrlem17.x ⊢ φ → X ∈ V ∖ 0 ˙
lcfrlem17.y ⊢ φ → Y ∈ V ∖ 0 ˙
lcfrlem17.ne ⊢ φ → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
lcfrlem22.b ⊢ B = N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
lcfrlem23.s ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
Assertion lcfrlem23 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊕ ˙ B = ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfrlem17.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 lcfrlem17.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
3 lcfrlem17.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
4 lcfrlem17.v ⊢ V = Base U
5 lcfrlem17.p ⊢ + ˙ = + U
6 lcfrlem17.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
7 lcfrlem17.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
8 lcfrlem17.a ⊢ A = LSAtoms ⁡ U
9 lcfrlem17.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
10 lcfrlem17.x ⊢ φ → X ∈ V ∖ 0 ˙
11 lcfrlem17.y ⊢ φ → Y ∈ V ∖ 0 ˙
12 lcfrlem17.ne ⊢ φ → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
13 lcfrlem22.b ⊢ B = N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
14 lcfrlem23.s ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
15 13 fveq2i ⊢ ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
16 eqid ⊢ DIsoH ⁡ K ⁡ W = DIsoH ⁡ K ⁡ W
17 eqid ⊢ joinH ⁡ K ⁡ W = joinH ⁡ K ⁡ W
18 10 eldifad ⊢ φ → X ∈ V
19 11 eldifad ⊢ φ → Y ∈ V
20 1 3 4 7 16 9 18 19 dihprrn ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
21 1 3 9 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
22 4 5 lmodvacl ⊢ U ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y ∈ V
23 21 18 19 22 syl3anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V
24 23 snssd ⊢ φ → X + ˙ Y ⊆ V
25 1 16 3 4 2 dochcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X + ˙ Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
26 9 24 25 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
27 1 16 3 4 2 17 9 20 26 dochdmm1 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
28 1 3 2 4 7 9 23 dochocsn ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X + ˙ Y
29 28 oveq2d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
30 prssi ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X Y ⊆ V
31 18 19 30 syl2anc ⊢ φ → X Y ⊆ V
32 4 7 lspssv ⊢ U ∈ LMod ∧ X Y ⊆ V → N ⁡ X Y ⊆ V
33 21 31 32 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊆ V
34 1 16 3 4 2 dochcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ N ⁡ X Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
35 9 33 34 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
36 1 3 4 14 7 16 17 9 35 23 dihjat1 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
37 27 29 36 3eqtrd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
38 15 37 eqtrid ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
39 38 ineq2d ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ B = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
40 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
41 40 lsssssubg ⊢ U ∈ LMod → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
42 21 41 syl ⊢ φ → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
43 4 40 7 lspsncl ⊢ U ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ U
44 21 18 43 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ U
45 4 40 7 lspsncl ⊢ U ∈ LMod ∧ Y ∈ V → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
46 21 19 45 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
47 40 14 lsmcl ⊢ U ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ U ∧ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
48 21 44 46 47 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
49 42 48 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U
50 1 3 4 40 2 dochlss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ N ⁡ X Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
51 9 33 50 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
52 42 51 sseldd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U
53 4 40 7 lspsncl ⊢ U ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V → N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
54 21 23 53 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
55 42 54 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ U
56 4 5 7 14 lspsntri ⊢ U ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y
57 21 18 19 56 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y
58 14 lsmmod2 ⊢ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
59 49 52 55 57 58 syl31anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
60 4 7 14 21 18 19 lsmpr ⊢ φ → N ⁡ X Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y
61 60 ineq1d ⊢ φ → N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y
62 4 40 7 21 18 19 lspprcl ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
63 1 3 40 6 2 dochnoncon ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U → N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = 0 ˙
64 9 62 63 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = 0 ˙
65 61 64 eqtr3d ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = 0 ˙
66 65 oveq1d ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = 0 ˙ ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y
67 6 14 lsm02 ⊢ N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ U → 0 ˙ ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X + ˙ Y
68 55 67 syl ⊢ φ → 0 ˙ ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X + ˙ Y
69 66 68 eqtrd ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊕ ˙ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X + ˙ Y
70 39 59 69 3eqtrd ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ B = N ⁡ X + ˙ Y
71 70 fveq2d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X + ˙ Y
72 1 3 4 14 7 16 9 18 19 dihsmsnrn ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
73 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 lcfrlem22 ⊢ φ → B ∈ A
74 4 8 21 73 lsatssv ⊢ φ → B ⊆ V
75 1 16 3 4 2 dochcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ B ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ B ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
76 9 74 75 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ B ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
77 1 16 3 4 2 17 9 72 76 dochdmm1 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y joinH ⁡ K ⁡ W ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ B
78 60 fveq2d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y
79 1 3 2 4 7 9 31 dochocsp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = ⊥ ˙ ⁡ X Y
80 78 79 eqtr3d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y = ⊥ ˙ ⁡ X Y
81 1 3 16 8 dih1dimat ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ B ∈ A → B ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
82 9 73 81 syl2anc ⊢ φ → B ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
83 1 16 2 dochoc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ B ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ B = B
84 9 82 83 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ B = B
85 80 84 oveq12d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y joinH ⁡ K ⁡ W ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W B
86 1 16 3 4 2 dochcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
87 9 31 86 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
88 1 16 17 3 14 8 9 87 73 dihjat2 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y joinH ⁡ K ⁡ W B = ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊕ ˙ B
89 77 85 88 3eqtrd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ B = ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊕ ˙ B
90 1 3 2 4 7 9 24 dochocsp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X + ˙ Y = ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
91 71 89 90 3eqtr3d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊕ ˙ B = ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y