Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem25

Description: Lemma for lcfr . Special case of lcfrlem35 when ( ( JY )I ) is zero. (Contributed by NM, 11-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
lcfrlem24.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
lcfrlem24.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
lcfrlem24.q ⊢ Q = 0 S
lcfrlem24.r ⊢ R = Base S
lcfrlem24.j ⊢ J = x ∈ V ∖ 0 ˙ ⟼ v ∈ V ⟼ ι k ∈ R | ∃ w ∈ ⊥ ˙ ⁡ x v = w + ˙ k · ˙ x
lcfrlem24.ib ⊢ φ → I ∈ B
lcfrlem24.l ⊢ L = LKer ⁡ U
lcfrlem25.d ⊢ D = LDual ⁡ U
lcfrlem25.jz ⊢ φ → J ⁡ Y ⁡ I = Q
lcfrlem25.in ⊢ φ → I ≠ 0 ˙
Assertion lcfrlem25 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = L ⁡ J ⁡ 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 lcfrlem24.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
15 lcfrlem24.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
16 lcfrlem24.q ⊢ Q = 0 S
17 lcfrlem24.r ⊢ R = Base S
18 lcfrlem24.j ⊢ J = x ∈ V ∖ 0 ˙ ⟼ v ∈ V ⟼ ι k ∈ R | ∃ w ∈ ⊥ ˙ ⁡ x v = w + ˙ k · ˙ x
19 lcfrlem24.ib ⊢ φ → I ∈ B
20 lcfrlem24.l ⊢ L = LKer ⁡ U
21 lcfrlem25.d ⊢ D = LDual ⁡ U
22 lcfrlem25.jz ⊢ φ → J ⁡ Y ⁡ I = Q
23 lcfrlem25.in ⊢ φ → I ≠ 0 ˙
24 eqid ⊢ LSSum ⁡ U = LSSum ⁡ U
25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 lcfrlem23 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y LSSum ⁡ U B = ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 lcfrlem24 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y = L ⁡ J ⁡ X ∩ L ⁡ J ⁡ Y
27 inss2 ⊢ L ⁡ J ⁡ X ∩ L ⁡ J ⁡ Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
28 26 27 eqsstrdi ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
29 1 3 9 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 lcfrlem22 ⊢ φ → B ∈ A
31 6 7 8 29 30 19 23 lsatel ⊢ φ → B = N ⁡ I
32 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
33 1 3 9 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
34 eqid ⊢ LFnl ⁡ U = LFnl ⁡ U
35 eqid ⊢ 0 D = 0 D
36 eqid ⊢ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f = f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
37 1 2 3 4 5 14 15 17 6 34 20 21 35 36 18 9 11 lcfrlem10 ⊢ φ → J ⁡ Y ∈ LFnl ⁡ U
38 34 20 32 lkrlss ⊢ U ∈ LMod ∧ J ⁡ Y ∈ LFnl ⁡ U → L ⁡ J ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
39 33 37 38 syl2anc ⊢ φ → L ⁡ J ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ U
40 4 8 33 30 lsatssv ⊢ φ → B ⊆ V
41 40 19 sseldd ⊢ φ → I ∈ V
42 4 15 16 34 20 33 37 41 ellkr2 ⊢ φ → I ∈ L ⁡ J ⁡ Y ↔ J ⁡ Y ⁡ I = Q
43 22 42 mpbird ⊢ φ → I ∈ L ⁡ J ⁡ Y
44 32 7 33 39 43 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ I ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
45 31 44 eqsstrd ⊢ φ → B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
46 32 lsssssubg ⊢ U ∈ LMod → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
47 33 46 syl ⊢ φ → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
48 10 eldifad ⊢ φ → X ∈ V
49 11 eldifad ⊢ φ → Y ∈ V
50 prssi ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X Y ⊆ V
51 48 49 50 syl2anc ⊢ φ → X Y ⊆ V
52 1 3 4 32 2 dochlss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
53 9 51 52 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
54 47 53 sseldd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U
55 4 32 7 33 48 49 lspprcl ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 lcfrlem17 ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V ∖ 0 ˙
57 56 eldifad ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V
58 57 snssd ⊢ φ → X + ˙ Y ⊆ V
59 1 3 4 32 2 dochlss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X + ˙ Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
60 9 58 59 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
61 32 lssincl ⊢ U ∈ LMod ∧ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U ∧ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U → N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
62 33 55 60 61 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ U
63 13 62 eqeltrid ⊢ φ → B ∈ LSubSp ⁡ U
64 47 63 sseldd ⊢ φ → B ∈ SubGrp ⁡ U
65 47 39 sseldd ⊢ φ → L ⁡ J ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U
66 24 lsmlub ⊢ ⊥ ˙ ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ B ∈ SubGrp ⁡ U ∧ L ⁡ J ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y ∧ B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y ↔ ⊥ ˙ ⁡ X Y LSSum ⁡ U B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
67 54 64 65 66 syl3anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y ∧ B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y ↔ ⊥ ˙ ⁡ X Y LSSum ⁡ U B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
68 28 45 67 mpbi2and ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X Y LSSum ⁡ U B ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
69 25 68 eqsstrrd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y
70 eqid ⊢ LSHyp ⁡ U = LSHyp ⁡ U
71 1 2 3 4 6 70 9 56 dochsnshp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ∈ LSHyp ⁡ U
72 1 2 3 4 5 14 15 17 6 34 20 21 35 36 18 9 11 lcfrlem13 ⊢ φ → J ⁡ Y ∈ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f ∖ 0 D
73 eldifsni ⊢ J ⁡ Y ∈ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f ∖ 0 D → J ⁡ Y ≠ 0 D
74 72 73 syl ⊢ φ → J ⁡ Y ≠ 0 D
75 70 34 20 21 35 29 37 lduallkr3 ⊢ φ → L ⁡ J ⁡ Y ∈ LSHyp ⁡ U ↔ J ⁡ Y ≠ 0 D
76 74 75 mpbird ⊢ φ → L ⁡ J ⁡ Y ∈ LSHyp ⁡ U
77 70 29 71 76 lshpcmp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y ⊆ L ⁡ J ⁡ Y ↔ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = L ⁡ J ⁡ Y
78 69 77 mpbid ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y = L ⁡ J ⁡ Y