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Theorem lclkrlem2m

Description: Lemma for lclkr . Construct a vector B that makes the sum of functionals zero. Combine with B e. V to shorten overall proof. (Contributed by NM, 17-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lclkrlem2m.v ⊢ V = Base U
lclkrlem2m.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
lclkrlem2m.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
lclkrlem2m.q ⊢ × ˙ = ⋅ S
lclkrlem2m.z ⊢ 0 ˙ = 0 S
lclkrlem2m.i ⊢ I = inv r ⁡ S
lclkrlem2m.m ⊢ - ˙ = - U
lclkrlem2m.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
lclkrlem2m.d ⊢ D = LDual ⁡ U
lclkrlem2m.p ⊢ + ˙ = + D
lclkrlem2m.x ⊢ φ → X ∈ V
lclkrlem2m.y ⊢ φ → Y ∈ V
lclkrlem2m.e ⊢ φ → E ∈ F
lclkrlem2m.g ⊢ φ → G ∈ F
lclkrlem2m.w ⊢ φ → U ∈ LVec
lclkrlem2m.b ⊢ B = X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
lclkrlem2m.n ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙
Assertion lclkrlem2m ⊢ φ → B ∈ V ∧ E + ˙ G ⁡ B = 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lclkrlem2m.v ⊢ V = Base U
2 lclkrlem2m.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
3 lclkrlem2m.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
4 lclkrlem2m.q ⊢ × ˙ = ⋅ S
5 lclkrlem2m.z ⊢ 0 ˙ = 0 S
6 lclkrlem2m.i ⊢ I = inv r ⁡ S
7 lclkrlem2m.m ⊢ - ˙ = - U
8 lclkrlem2m.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
9 lclkrlem2m.d ⊢ D = LDual ⁡ U
10 lclkrlem2m.p ⊢ + ˙ = + D
11 lclkrlem2m.x ⊢ φ → X ∈ V
12 lclkrlem2m.y ⊢ φ → Y ∈ V
13 lclkrlem2m.e ⊢ φ → E ∈ F
14 lclkrlem2m.g ⊢ φ → G ∈ F
15 lclkrlem2m.w ⊢ φ → U ∈ LVec
16 lclkrlem2m.b ⊢ B = X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
17 lclkrlem2m.n ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙
18 lveclmod ⊢ U ∈ LVec → U ∈ LMod
19 15 18 syl ⊢ φ → U ∈ LMod
20 lmodgrp ⊢ U ∈ LMod → U ∈ Grp
21 19 20 syl ⊢ φ → U ∈ Grp
22 3 lmodring ⊢ U ∈ LMod → S ∈ Ring
23 19 22 syl ⊢ φ → S ∈ Ring
24 8 9 10 19 13 14 ldualvaddcl ⊢ φ → E + ˙ G ∈ F
25 eqid ⊢ Base S = Base S
26 3 25 1 8 lflcl ⊢ U ∈ LVec ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ X ∈ V → E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S
27 15 24 11 26 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S
28 3 lvecdrng ⊢ U ∈ LVec → S ∈ DivRing
29 15 28 syl ⊢ φ → S ∈ DivRing
30 3 25 1 8 lflcl ⊢ U ∈ LVec ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ Y ∈ V → E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
31 15 24 12 30 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
32 25 5 6 drnginvrcl ⊢ S ∈ DivRing ∧ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
33 29 31 17 32 syl3anc ⊢ φ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
34 25 4 ringcl ⊢ S ∈ Ring ∧ E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S ∧ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
35 23 27 33 34 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
36 1 3 2 25 lmodvscl ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ Y ∈ V → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V
37 19 35 12 36 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V
38 1 7 grpsubcl ⊢ U ∈ Grp ∧ X ∈ V ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V → X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V
39 21 11 37 38 syl3anc ⊢ φ → X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V
40 16 39 eqeltrid ⊢ φ → B ∈ V
41 16 fveq2i ⊢ E + ˙ G ⁡ B = E + ˙ G ⁡ X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
42 eqid ⊢ - S = - S
43 3 42 1 7 8 lflsub ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ X ∈ V ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ V → E + ˙ G ⁡ X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
44 19 24 11 37 43 syl112anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
45 3 25 4 1 2 8 lflmul ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ Y ∈ V → E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y
46 19 24 35 12 45 syl112anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y
47 25 4 ringass ⊢ S ∈ Ring ∧ E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S ∧ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y
48 23 27 33 31 47 syl13anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y
49 eqid ⊢ 1 S = 1 S
50 25 5 4 49 6 drnginvrl ⊢ S ∈ DivRing ∧ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = 1 S
51 29 31 17 50 syl3anc ⊢ φ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = 1 S
52 51 oveq2d ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ 1 S
53 48 52 eqtrd ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y × ˙ E + ˙ G ⁡ Y = E + ˙ G ⁡ X × ˙ 1 S
54 25 4 49 ringridm ⊢ S ∈ Ring ∧ E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S → E + ˙ G ⁡ X × ˙ 1 S = E + ˙ G ⁡ X
55 23 27 54 syl2anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ 1 S = E + ˙ G ⁡ X
56 46 53 55 3eqtrd ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X
57 56 oveq2d ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ X
58 ringgrp ⊢ S ∈ Ring → S ∈ Grp
59 23 58 syl ⊢ φ → S ∈ Grp
60 25 5 42 grpsubid ⊢ S ∈ Grp ∧ E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S → E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ X = 0 ˙
61 59 27 60 syl2anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X - S E + ˙ G ⁡ X = 0 ˙
62 44 57 61 3eqtrd ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y = 0 ˙
63 41 62 eqtrid ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ B = 0 ˙
64 40 63 jca ⊢ φ → B ∈ V ∧ E + ˙ G ⁡ B = 0 ˙