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Theorem lclkrlem2o

Description: Lemma for lclkr . When B is nonzero, the vectors X and Y can't both belong to the hyperplane generated by B . (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
lclkrlem2n.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
lclkrlem2n.l ⊢ L = LKer ⁡ U
lclkrlem2o.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
lclkrlem2o.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2o.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2o.a ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
lclkrlem2o.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
lclkrlem2o.b ⊢ B = X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
lclkrlem2o.n ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙
lclkrlem2o.bn ⊢ φ → B ≠ 0 U
Assertion lclkrlem2o ⊢ φ → ¬ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∨ ¬ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B

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 lclkrlem2n.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
16 lclkrlem2n.l ⊢ L = LKer ⁡ U
17 lclkrlem2o.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
18 lclkrlem2o.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
19 lclkrlem2o.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
20 lclkrlem2o.a ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
21 lclkrlem2o.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
22 lclkrlem2o.b ⊢ B = X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y
23 lclkrlem2o.n ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙
24 lclkrlem2o.bn ⊢ φ → B ≠ 0 U
25 eqid ⊢ 0 U = 0 U
26 17 19 21 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 26 22 23 lclkrlem2m ⊢ φ → B ∈ V ∧ E + ˙ G ⁡ B = 0 ˙
28 27 simpld ⊢ φ → B ∈ V
29 eldifsn ⊢ B ∈ V ∖ 0 U ↔ B ∈ V ∧ B ≠ 0 U
30 28 24 29 sylanbrc ⊢ φ → B ∈ V ∖ 0 U
31 17 18 19 1 25 21 30 dochnel ⊢ φ → ¬ B ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
32 17 19 21 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
33 32 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → U ∈ LMod
34 28 snssd ⊢ φ → B ⊆ V
35 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
36 17 19 1 35 18 dochlss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ B ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ B ∈ LSubSp ⁡ U
37 21 34 36 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ B ∈ LSubSp ⁡ U
38 37 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → ⊥ ˙ ⁡ B ∈ LSubSp ⁡ U
39 simprl ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
40 3 lmodring ⊢ U ∈ LMod → S ∈ Ring
41 32 40 syl ⊢ φ → S ∈ Ring
42 8 9 10 32 13 14 ldualvaddcl ⊢ φ → E + ˙ G ∈ F
43 eqid ⊢ Base S = Base S
44 3 43 1 8 lflcl ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ X ∈ V → E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S
45 32 42 11 44 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S
46 3 lvecdrng ⊢ U ∈ LVec → S ∈ DivRing
47 26 46 syl ⊢ φ → S ∈ DivRing
48 3 43 1 8 lflcl ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ∈ F ∧ Y ∈ V → E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
49 32 42 12 48 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
50 43 5 6 drnginvrcl ⊢ S ∈ DivRing ∧ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ E + ˙ G ⁡ Y ≠ 0 ˙ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
51 47 49 23 50 syl3anc ⊢ φ → I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
52 43 4 ringcl ⊢ S ∈ Ring ∧ E + ˙ G ⁡ X ∈ Base S ∧ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
53 41 45 51 52 syl3anc ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
54 53 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S
55 simprr ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
56 3 2 43 35 lssvscl ⊢ U ∈ LMod ∧ ⊥ ˙ ⁡ B ∈ LSubSp ⁡ U ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y ∈ Base S ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
57 33 38 54 55 56 syl22anc ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
58 7 35 lssvsubcl ⊢ U ∈ LMod ∧ ⊥ ˙ ⁡ B ∈ LSubSp ⁡ U ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
59 33 38 39 57 58 syl22anc ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → X - ˙ E + ˙ G ⁡ X × ˙ I ⁡ E + ˙ G ⁡ Y · ˙ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
60 22 59 eqeltrid ⊢ φ ∧ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B → B ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
61 31 60 mtand ⊢ φ → ¬ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
62 ianor ⊢ ¬ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∧ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ↔ ¬ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∨ ¬ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B
63 61 62 sylib ⊢ φ → ¬ X ∈ ⊥ ˙ ⁡ B ∨ ¬ Y ∈ ⊥ ˙ ⁡ B