Metamath Proof Explorer


Theorem lclkrlem2e

Description: Lemma for lclkr . The kernel of the sum is closed when the kernels of the summands are equal and closed. (Contributed by NM, 17-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lclkrlem2e.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
lclkrlem2e.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2e.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2e.v ⊢ V = Base U
lclkrlem2e.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
lclkrlem2e.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
lclkrlem2e.l ⊢ L = LKer ⁡ U
lclkrlem2e.d ⊢ D = LDual ⁡ U
lclkrlem2e.p ⊢ + ˙ = + D
lclkrlem2e.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
lclkrlem2e.x ⊢ φ → X ∈ V ∖ 0 ˙
lclkrlem2e.e ⊢ φ → E ∈ F
lclkrlem2e.g ⊢ φ → G ∈ F
lclkrlem2e.le ⊢ φ → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ X
lclkrlem2e.ne ⊢ φ → L ⁡ E = L ⁡ G
Assertion lclkrlem2e ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lclkrlem2e.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 lclkrlem2e.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
3 lclkrlem2e.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
4 lclkrlem2e.v ⊢ V = Base U
5 lclkrlem2e.z ⊢ 0 ˙ = 0 U
6 lclkrlem2e.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
7 lclkrlem2e.l ⊢ L = LKer ⁡ U
8 lclkrlem2e.d ⊢ D = LDual ⁡ U
9 lclkrlem2e.p ⊢ + ˙ = + D
10 lclkrlem2e.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
11 lclkrlem2e.x ⊢ φ → X ∈ V ∖ 0 ˙
12 lclkrlem2e.e ⊢ φ → E ∈ F
13 lclkrlem2e.g ⊢ φ → G ∈ F
14 lclkrlem2e.le ⊢ φ → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ X
15 lclkrlem2e.ne ⊢ φ → L ⁡ E = L ⁡ G
16 10 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → K ∈ HL ∧ W ∈ H
17 11 eldifad ⊢ φ → X ∈ V
18 17 snssd ⊢ φ → X ⊆ V
19 18 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → X ⊆ V
20 eqid ⊢ DIsoH ⁡ K ⁡ W = DIsoH ⁡ K ⁡ W
21 1 20 3 4 2 dochcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
22 16 19 21 syl2anc ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ X ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
23 1 20 2 dochoc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ ⊥ ˙ ⁡ X ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ X
24 16 22 23 syl2anc ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ X
25 14 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ X
26 inidm ⊢ L ⁡ E ∩ L ⁡ E = L ⁡ E
27 15 ineq2d ⊢ φ → L ⁡ E ∩ L ⁡ E = L ⁡ E ∩ L ⁡ G
28 26 27 eqtr3id ⊢ φ → L ⁡ E = L ⁡ E ∩ L ⁡ G
29 1 3 10 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
30 6 7 8 9 29 12 13 lkrin ⊢ φ → L ⁡ E ∩ L ⁡ G ⊆ L ⁡ E + ˙ G
31 28 30 eqsstrd ⊢ φ → L ⁡ E ⊆ L ⁡ E + ˙ G
32 31 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E ⊆ L ⁡ E + ˙ G
33 eqid ⊢ LSHyp ⁡ U = LSHyp ⁡ U
34 1 3 10 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
35 34 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → U ∈ LVec
36 eqid ⊢ LSpan ⁡ U = LSpan ⁡ U
37 1 3 2 4 36 10 18 dochocsp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ LSpan ⁡ U ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ X
38 37 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ LSpan ⁡ U ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ X
39 25 38 eqtr4d ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ LSpan ⁡ U ⁡ X
40 eqid ⊢ LSAtoms ⁡ U = LSAtoms ⁡ U
41 4 36 5 40 29 11 lsatlspsn ⊢ φ → LSpan ⁡ U ⁡ X ∈ LSAtoms ⁡ U
42 41 adantr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → LSpan ⁡ U ⁡ X ∈ LSAtoms ⁡ U
43 1 3 2 40 33 16 42 dochsatshp ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ LSpan ⁡ U ⁡ X ∈ LSHyp ⁡ U
44 39 43 eqeltrd ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E ∈ LSHyp ⁡ U
45 simpr ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U
46 33 35 44 45 lshpcmp ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E ⊆ L ⁡ E + ˙ G ↔ L ⁡ E = L ⁡ E + ˙ G
47 32 46 mpbid ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → L ⁡ E = L ⁡ E + ˙ G
48 25 47 eqtr3d ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ X = L ⁡ E + ˙ G
49 48 fveq2d ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G
50 49 fveq2d ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ X = ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G
51 24 50 48 3eqtr3d ⊢ φ ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G
52 51 ex ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G
53 1 3 2 4 10 dochoc1 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ V = V
54 2fveq3 ⊢ L ⁡ E + ˙ G = V → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ V
55 id ⊢ L ⁡ E + ˙ G = V → L ⁡ E + ˙ G = V
56 54 55 eqeq12d ⊢ L ⁡ E + ˙ G = V → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G ↔ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ V = V
57 53 56 syl5ibrcom ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G = V → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G
58 6 8 9 29 12 13 ldualvaddcl ⊢ φ → E + ˙ G ∈ F
59 4 33 6 7 34 58 lkrshpor ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G ∈ LSHyp ⁡ U ∨ L ⁡ E + ˙ G = V
60 52 57 59 mpjaod ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ L ⁡ E + ˙ G = L ⁡ E + ˙ G