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Theorem lcfrlem38

Description: Lemma for lcfr . Combine lcfrlem27 and lcfrlem37 . (Contributed by NM, 11-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcfrlem38.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
lcfrlem38.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
lcfrlem38.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
lcfrlem38.p ⊢ + ˙ = + U
lcfrlem38.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
lcfrlem38.l ⊢ L = LKer ⁡ U
lcfrlem38.d ⊢ D = LDual ⁡ U
lcfrlem38.q ⊢ Q = LSubSp ⁡ D
lcfrlem38.c ⊢ C = f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
lcfrlem38.e ⊢ E = ⋃ g ∈ G ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ g
lcfrlem38.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
lcfrlem38.g ⊢ φ → G ∈ Q
lcfrlem38.gs ⊢ φ → G ⊆ C
lcfrlem38.xe ⊢ φ → X ∈ E
lcfrlem38.ye ⊢ φ → Y ∈ E
lcfrlem38.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
lcfrlem38.x ⊢ φ → X ≠ 0 ˙
lcfrlem38.y ⊢ φ → Y ≠ 0 ˙
lcfrlem38.sp ⊢ N = LSpan ⁡ U
lcfrlem38.ne ⊢ φ → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
lcfrlem38.b ⊢ B = N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
lcfrlem38.i ⊢ φ → I ∈ B
lcfrlem38.n ⊢ φ → I ≠ 0 ˙
lcfrlem38.v ⊢ V = Base U
lcfrlem38.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
lcfrlem38.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
lcfrlem38.r ⊢ R = Base S
lcfrlem38.j ⊢ J = x ∈ V ∖ 0 ˙ ⟼ v ∈ V ⟼ ι k ∈ R | ∃ w ∈ ⊥ ˙ ⁡ x v = w + ˙ k · ˙ x
Assertion lcfrlem38 ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfrlem38.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 lcfrlem38.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
3 lcfrlem38.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
4 lcfrlem38.p ⊢ + ˙ = + U
5 lcfrlem38.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
6 lcfrlem38.l ⊢ L = LKer ⁡ U
7 lcfrlem38.d ⊢ D = LDual ⁡ U
8 lcfrlem38.q ⊢ Q = LSubSp ⁡ D
9 lcfrlem38.c ⊢ C = f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
10 lcfrlem38.e ⊢ E = ⋃ g ∈ G ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ g
11 lcfrlem38.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
12 lcfrlem38.g ⊢ φ → G ∈ Q
13 lcfrlem38.gs ⊢ φ → G ⊆ C
14 lcfrlem38.xe ⊢ φ → X ∈ E
15 lcfrlem38.ye ⊢ φ → Y ∈ E
16 lcfrlem38.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
17 lcfrlem38.x ⊢ φ → X ≠ 0 ˙
18 lcfrlem38.y ⊢ φ → Y ≠ 0 ˙
19 lcfrlem38.sp ⊢ N = LSpan ⁡ U
20 lcfrlem38.ne ⊢ φ → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
21 lcfrlem38.b ⊢ B = N ⁡ X Y ∩ ⊥ ˙ ⁡ X + ˙ Y
22 lcfrlem38.i ⊢ φ → I ∈ B
23 lcfrlem38.n ⊢ φ → I ≠ 0 ˙
24 lcfrlem38.v ⊢ V = Base U
25 lcfrlem38.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
26 lcfrlem38.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
27 lcfrlem38.r ⊢ R = Base S
28 lcfrlem38.j ⊢ J = x ∈ V ∖ 0 ˙ ⟼ v ∈ V ⟼ ι k ∈ R | ∃ w ∈ ⊥ ˙ ⁡ x v = w + ˙ k · ˙ x
29 eqid ⊢ LSAtoms ⁡ U = LSAtoms ⁡ U
30 11 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → K ∈ HL ∧ W ∈ H
31 1 2 3 24 6 7 8 10 11 12 14 lcfrlem4 ⊢ φ → X ∈ V
32 eldifsn ⊢ X ∈ V ∖ 0 ˙ ↔ X ∈ V ∧ X ≠ 0 ˙
33 31 17 32 sylanbrc ⊢ φ → X ∈ V ∖ 0 ˙
34 33 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → X ∈ V ∖ 0 ˙
35 1 2 3 24 6 7 8 10 11 12 15 lcfrlem4 ⊢ φ → Y ∈ V
36 eldifsn ⊢ Y ∈ V ∖ 0 ˙ ↔ Y ∈ V ∧ Y ≠ 0 ˙
37 35 18 36 sylanbrc ⊢ φ → Y ∈ V ∖ 0 ˙
38 37 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → Y ∈ V ∖ 0 ˙
39 20 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
40 eqid ⊢ 0 S = 0 S
41 22 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → I ∈ B
42 simpr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → J ⁡ Y ⁡ I = 0 S
43 23 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → I ≠ 0 ˙
44 12 8 eleqtrdi ⊢ φ → G ∈ LSubSp ⁡ D
45 44 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → G ∈ LSubSp ⁡ D
46 13 9 sseqtrdi ⊢ φ → G ⊆ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
47 46 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → G ⊆ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
48 14 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → X ∈ E
49 15 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → Y ∈ E
50 1 2 3 24 4 16 19 29 30 34 38 39 21 25 26 40 27 28 41 6 7 42 43 45 47 10 48 49 lcfrlem27 ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I = 0 S → X + ˙ Y ∈ E
51 11 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → K ∈ HL ∧ W ∈ H
52 33 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → X ∈ V ∖ 0 ˙
53 37 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → Y ∈ V ∖ 0 ˙
54 20 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → N ⁡ X ≠ N ⁡ Y
55 22 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → I ∈ B
56 simpr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S
57 eqid ⊢ inv r ⁡ S = inv r ⁡ S
58 eqid ⊢ - D = - D
59 eqid ⊢ J ⁡ X - D inv r ⁡ S ⁡ J ⁡ Y ⁡ I ⋅ S J ⁡ X ⁡ I ⋅ D J ⁡ Y = J ⁡ X - D inv r ⁡ S ⁡ J ⁡ Y ⁡ I ⋅ S J ⁡ X ⁡ I ⋅ D J ⁡ Y
60 44 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → G ∈ LSubSp ⁡ D
61 46 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → G ⊆ f ∈ LFnl ⁡ U | ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ f = L ⁡ f
62 14 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → X ∈ E
63 15 adantr ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → Y ∈ E
64 1 2 3 24 4 16 19 29 51 52 53 54 21 25 26 40 27 28 55 6 7 56 57 58 59 60 61 10 62 63 lcfrlem37 ⊢ φ ∧ J ⁡ Y ⁡ I ≠ 0 S → X + ˙ Y ∈ E
65 50 64 pm2.61dane ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ E