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Theorem linds2eq

Description: Deduce equality of elements in an independent set. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-Jul-2023)

Ref Expression
Hypotheses linds2eq.1 F = Base Scalar W
linds2eq.2 · ˙ = W
linds2eq.3 + ˙ = + W
linds2eq.4 0 ˙ = 0 Scalar W
linds2eq.5 φ W LVec
linds2eq.6 φ B LIndS W
linds2eq.7 φ X B
linds2eq.8 φ Y B
linds2eq.9 φ K F
linds2eq.10 φ L F
linds2eq.11 φ K 0 ˙
linds2eq.12 φ K · ˙ X = L · ˙ Y
Assertion linds2eq φ X = Y K = L

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 linds2eq.1 F = Base Scalar W
2 linds2eq.2 · ˙ = W
3 linds2eq.3 + ˙ = + W
4 linds2eq.4 0 ˙ = 0 Scalar W
5 linds2eq.5 φ W LVec
6 linds2eq.6 φ B LIndS W
7 linds2eq.7 φ X B
8 linds2eq.8 φ Y B
9 linds2eq.9 φ K F
10 linds2eq.10 φ L F
11 linds2eq.11 φ K 0 ˙
12 linds2eq.12 φ K · ˙ X = L · ˙ Y
13 simpr φ X = Y X = Y
14 12 adantr φ X = Y K · ˙ X = L · ˙ Y
15 13 oveq2d φ X = Y L · ˙ X = L · ˙ Y
16 14 15 eqtr4d φ X = Y K · ˙ X = L · ˙ X
17 eqid Base W = Base W
18 eqid Scalar W = Scalar W
19 eqid 0 W = 0 W
20 5 adantr φ X = Y W LVec
21 9 adantr φ X = Y K F
22 10 adantr φ X = Y L F
23 17 linds1 B LIndS W B Base W
24 6 23 syl φ B Base W
25 24 7 sseldd φ X Base W
26 25 adantr φ X = Y X Base W
27 19 0nellinds W LVec B LIndS W ¬ 0 W B
28 5 6 27 syl2anc φ ¬ 0 W B
29 nelne2 X B ¬ 0 W B X 0 W
30 7 28 29 syl2anc φ X 0 W
31 30 adantr φ X = Y X 0 W
32 17 2 18 1 19 20 21 22 26 31 lvecvscan2 φ X = Y K · ˙ X = L · ˙ X K = L
33 16 32 mpbid φ X = Y K = L
34 13 33 jca φ X = Y X = Y K = L
35 7 adantr φ X Y X B
36 9 adantr φ X Y K F
37 opex X K V
38 37 a1i φ X Y X K V
39 opex Y inv g Scalar W L V
40 39 a1i φ X Y Y inv g Scalar W L V
41 animorrl φ X Y X Y K inv g Scalar W L
42 opthneg X B K F X K Y inv g Scalar W L X Y K inv g Scalar W L
43 42 biimpar X B K F X Y K inv g Scalar W L X K Y inv g Scalar W L
44 35 36 41 43 syl21anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L
45 animorrl φ X Y X Y K 0 ˙
46 opthneg X B K F X K Y 0 ˙ X Y K 0 ˙
47 46 biimpar X B K F X Y K 0 ˙ X K Y 0 ˙
48 35 36 45 47 syl21anc φ X Y X K Y 0 ˙
49 44 48 jca φ X Y X K Y inv g Scalar W L X K Y 0 ˙
50 8 adantr φ X Y Y B
51 fvexd φ X Y inv g Scalar W L V
52 simpr φ X Y X Y
53 fprg X B Y B K F inv g Scalar W L V X Y X K Y inv g Scalar W L : X Y K inv g Scalar W L
54 35 50 36 51 52 53 syl221anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L : X Y K inv g Scalar W L
55 prfi X Y Fin
56 55 a1i φ X Y X Y Fin
57 4 fvexi 0 ˙ V
58 57 a1i φ X Y 0 ˙ V
59 54 56 58 fdmfifsupp φ X Y finSupp 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L
60 lveclmod W LVec W LMod
61 5 60 syl φ W LMod
62 lmodcmn W LMod W CMnd
63 61 62 syl φ W CMnd
64 63 adantr φ X Y W CMnd
65 61 adantr φ X Y W LMod
66 18 lmodring W LMod Scalar W Ring
67 ringgrp Scalar W Ring Scalar W Grp
68 61 66 67 3syl φ Scalar W Grp
69 eqid inv g Scalar W = inv g Scalar W
70 1 69 grpinvcl Scalar W Grp L F inv g Scalar W L F
71 68 10 70 syl2anc φ inv g Scalar W L F
72 9 71 prssd φ K inv g Scalar W L F
73 72 adantr φ X Y K inv g Scalar W L F
74 54 73 fssd φ X Y X K Y inv g Scalar W L : X Y F
75 eqidd φ X Y X = X
76 75 orcd φ X Y X = X X = Y
77 elprg X B X X Y X = X X = Y
78 77 biimpar X B X = X X = Y X X Y
79 35 76 78 syl2anc φ X Y X X Y
80 74 79 ffvelrnd φ X Y X K Y inv g Scalar W L X F
81 25 adantr φ X Y X Base W
82 17 18 2 1 lmodvscl W LMod X K Y inv g Scalar W L X F X Base W X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X Base W
83 65 80 81 82 syl3anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X Base W
84 eqidd φ X Y Y = Y
85 84 olcd φ X Y Y = X Y = Y
86 elprg Y B Y X Y Y = X Y = Y
87 86 biimpar Y B Y = X Y = Y Y X Y
88 50 85 87 syl2anc φ X Y Y X Y
89 74 88 ffvelrnd φ X Y X K Y inv g Scalar W L Y F
90 24 8 sseldd φ Y Base W
91 90 adantr φ X Y Y Base W
92 17 18 2 1 lmodvscl W LMod X K Y inv g Scalar W L Y F Y Base W X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y Base W
93 65 89 91 92 syl3anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y Base W
94 fveq2 b = X X K Y inv g Scalar W L b = X K Y inv g Scalar W L X
95 id b = X b = X
96 94 95 oveq12d b = X X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X
97 fveq2 b = Y X K Y inv g Scalar W L b = X K Y inv g Scalar W L Y
98 id b = Y b = Y
99 97 98 oveq12d b = Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y
100 17 3 96 99 gsumpr W CMnd X B Y B X Y X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X Base W X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y Base W W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X + ˙ X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y
101 64 35 50 52 83 93 100 syl132anc φ X Y W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X + ˙ X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y
102 fvpr1g X B K F X Y X K Y inv g Scalar W L X = K
103 35 36 52 102 syl3anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L X = K
104 103 oveq1d φ X Y X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X = K · ˙ X
105 71 adantr φ X Y inv g Scalar W L F
106 fvpr2g Y B inv g Scalar W L F X Y X K Y inv g Scalar W L Y = inv g Scalar W L
107 50 105 52 106 syl3anc φ X Y X K Y inv g Scalar W L Y = inv g Scalar W L
108 107 oveq1d φ X Y X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y = inv g Scalar W L · ˙ Y
109 104 108 oveq12d φ X Y X K Y inv g Scalar W L X · ˙ X + ˙ X K Y inv g Scalar W L Y · ˙ Y = K · ˙ X + ˙ inv g Scalar W L · ˙ Y
110 17 18 2 1 lmodvscl W LMod K F X Base W K · ˙ X Base W
111 61 9 25 110 syl3anc φ K · ˙ X Base W
112 12 111 eqeltrrd φ L · ˙ Y Base W
113 eqid inv g W = inv g W
114 eqid - W = - W
115 17 3 113 114 grpsubval K · ˙ X Base W L · ˙ Y Base W K · ˙ X - W L · ˙ Y = K · ˙ X + ˙ inv g W L · ˙ Y
116 111 112 115 syl2anc φ K · ˙ X - W L · ˙ Y = K · ˙ X + ˙ inv g W L · ˙ Y
117 lmodgrp W LMod W Grp
118 61 117 syl φ W Grp
119 17 19 114 grpsubeq0 W Grp K · ˙ X Base W L · ˙ Y Base W K · ˙ X - W L · ˙ Y = 0 W K · ˙ X = L · ˙ Y
120 118 111 112 119 syl3anc φ K · ˙ X - W L · ˙ Y = 0 W K · ˙ X = L · ˙ Y
121 12 120 mpbird φ K · ˙ X - W L · ˙ Y = 0 W
122 17 18 2 113 1 69 61 90 10 lmodvsneg φ inv g W L · ˙ Y = inv g Scalar W L · ˙ Y
123 122 oveq2d φ K · ˙ X + ˙ inv g W L · ˙ Y = K · ˙ X + ˙ inv g Scalar W L · ˙ Y
124 116 121 123 3eqtr3rd φ K · ˙ X + ˙ inv g Scalar W L · ˙ Y = 0 W
125 124 adantr φ X Y K · ˙ X + ˙ inv g Scalar W L · ˙ Y = 0 W
126 101 109 125 3eqtrd φ X Y W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = 0 W
127 breq1 a = X K Y inv g Scalar W L finSupp 0 ˙ a finSupp 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L
128 fveq1 a = X K Y inv g Scalar W L a b = X K Y inv g Scalar W L b
129 128 oveq1d a = X K Y inv g Scalar W L a b · ˙ b = X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b
130 129 mpteq2dv a = X K Y inv g Scalar W L b X Y a b · ˙ b = b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b
131 130 oveq2d a = X K Y inv g Scalar W L W b X Y a b · ˙ b = W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b
132 131 eqeq1d a = X K Y inv g Scalar W L W b X Y a b · ˙ b = 0 W W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = 0 W
133 127 132 anbi12d a = X K Y inv g Scalar W L finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W finSupp 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = 0 W
134 eqeq1 a = X K Y inv g Scalar W L a = X Y × 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L = X Y × 0 ˙
135 133 134 imbi12d a = X K Y inv g Scalar W L finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W a = X Y × 0 ˙ finSupp 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = 0 W X K Y inv g Scalar W L = X Y × 0 ˙
136 7 8 prssd φ X Y B
137 136 24 sstrd φ X Y Base W
138 lindsss W LMod B LIndS W X Y B X Y LIndS W
139 61 6 136 138 syl3anc φ X Y LIndS W
140 17 1 18 2 19 4 islinds5 W LMod X Y Base W X Y LIndS W a F X Y finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W a = X Y × 0 ˙
141 140 biimpa W LMod X Y Base W X Y LIndS W a F X Y finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W a = X Y × 0 ˙
142 61 137 139 141 syl21anc φ a F X Y finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W a = X Y × 0 ˙
143 142 adantr φ X Y a F X Y finSupp 0 ˙ a W b X Y a b · ˙ b = 0 W a = X Y × 0 ˙
144 1 fvexi F V
145 144 a1i φ X Y F V
146 139 elexd φ X Y V
147 146 adantr φ X Y X Y V
148 145 147 elmapd φ X Y X K Y inv g Scalar W L F X Y X K Y inv g Scalar W L : X Y F
149 74 148 mpbird φ X Y X K Y inv g Scalar W L F X Y
150 135 143 149 rspcdva φ X Y finSupp 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L W b X Y X K Y inv g Scalar W L b · ˙ b = 0 W X K Y inv g Scalar W L = X Y × 0 ˙
151 59 126 150 mp2and φ X Y X K Y inv g Scalar W L = X Y × 0 ˙
152 xpprsng X B Y B 0 ˙ V X Y × 0 ˙ = X 0 ˙ Y 0 ˙
153 35 50 58 152 syl3anc φ X Y X Y × 0 ˙ = X 0 ˙ Y 0 ˙
154 151 153 eqtrd φ X Y X K Y inv g Scalar W L = X 0 ˙ Y 0 ˙
155 opthprneg X K V Y inv g Scalar W L V X K Y inv g Scalar W L X K Y 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L = X 0 ˙ Y 0 ˙ X K = X 0 ˙ Y inv g Scalar W L = Y 0 ˙
156 155 biimpa X K V Y inv g Scalar W L V X K Y inv g Scalar W L X K Y 0 ˙ X K Y inv g Scalar W L = X 0 ˙ Y 0 ˙ X K = X 0 ˙ Y inv g Scalar W L = Y 0 ˙
157 38 40 49 154 156 syl1111anc φ X Y X K = X 0 ˙ Y inv g Scalar W L = Y 0 ˙
158 157 simpld φ X Y X K = X 0 ˙
159 opthg X B K F X K = X 0 ˙ X = X K = 0 ˙
160 159 simplbda X B K F X K = X 0 ˙ K = 0 ˙
161 35 36 158 160 syl21anc φ X Y K = 0 ˙
162 11 adantr φ X Y K 0 ˙
163 161 162 pm2.21ddne φ X Y X = Y K = L
164 34 163 pm2.61dane φ X = Y K = L