Metamath Proof Explorer


Theorem lindsunlem

Description: Lemma for lindsun . (Contributed by Thierry Arnoux, 9-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses lindsun.n N = LSpan W
lindsun.0 0 ˙ = 0 W
lindsun.w φ W LVec
lindsun.u φ U LIndS W
lindsun.v φ V LIndS W
lindsun.2 φ N U N V = 0 ˙
lindsunlem.o O = 0 Scalar W
lindsunlem.f F = Base Scalar W
lindsunlem.c φ C U
lindsunlem.k φ K F O
lindsunlem.1 φ K W C N U V C
Assertion lindsunlem φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lindsun.n N = LSpan W
2 lindsun.0 0 ˙ = 0 W
3 lindsun.w φ W LVec
4 lindsun.u φ U LIndS W
5 lindsun.v φ V LIndS W
6 lindsun.2 φ N U N V = 0 ˙
7 lindsunlem.o O = 0 Scalar W
8 lindsunlem.f F = Base Scalar W
9 lindsunlem.c φ C U
10 lindsunlem.k φ K F O
11 lindsunlem.1 φ K W C N U V C
12 simpr φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C = x + W y
13 lveclmod W LVec W LMod
14 3 13 syl φ W LMod
15 lmodgrp W LMod W Grp
16 14 15 syl φ W Grp
17 16 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y W Grp
18 lmodabl W LMod W Abel
19 14 18 syl φ W Abel
20 19 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y W Abel
21 eqid Base W = Base W
22 21 linds1 U LIndS W U Base W
23 4 22 syl φ U Base W
24 21 1 lspssv W LMod U Base W N U Base W
25 14 23 24 syl2anc φ N U Base W
26 25 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y N U Base W
27 difssd φ U C U
28 21 1 lspss W LMod U Base W U C U N U C N U
29 14 23 27 28 syl3anc φ N U C N U
30 29 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y N U C N U
31 simpllr φ x N U C y N V K W C = x + W y x N U C
32 30 31 sseldd φ x N U C y N V K W C = x + W y x N U
33 26 32 sseldd φ x N U C y N V K W C = x + W y x Base W
34 21 linds1 V LIndS W V Base W
35 5 34 syl φ V Base W
36 21 1 lspssv W LMod V Base W N V Base W
37 14 35 36 syl2anc φ N V Base W
38 37 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y N V Base W
39 simplr φ x N U C y N V K W C = x + W y y N V
40 38 39 sseldd φ x N U C y N V K W C = x + W y y Base W
41 eqid + W = + W
42 21 41 ablcom W Abel x Base W y Base W x + W y = y + W x
43 20 33 40 42 syl3anc φ x N U C y N V K W C = x + W y x + W y = y + W x
44 12 43 eqtr2d φ x N U C y N V K W C = x + W y y + W x = K W C
45 10 eldifad φ K F
46 23 9 sseldd φ C Base W
47 eqid Scalar W = Scalar W
48 eqid W = W
49 21 47 48 8 lmodvscl W LMod K F C Base W K W C Base W
50 14 45 46 49 syl3anc φ K W C Base W
51 50 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C Base W
52 eqid - W = - W
53 21 41 52 grpsubadd W Grp K W C Base W x Base W y Base W K W C - W x = y y + W x = K W C
54 53 biimpar W Grp K W C Base W x Base W y Base W y + W x = K W C K W C - W x = y
55 54 an32s W Grp y + W x = K W C K W C Base W x Base W y Base W K W C - W x = y
56 17 44 51 33 40 55 syl23anc φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C - W x = y
57 14 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y W LMod
58 eqid LSubSp W = LSubSp W
59 21 58 1 lspcl W LMod U Base W N U LSubSp W
60 14 23 59 syl2anc φ N U LSubSp W
61 60 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y N U LSubSp W
62 45 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y K F
63 21 1 lspssid W LMod U Base W U N U
64 14 23 63 syl2anc φ U N U
65 64 9 sseldd φ C N U
66 65 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y C N U
67 47 48 8 58 lssvscl W LMod N U LSubSp W K F C N U K W C N U
68 57 61 62 66 67 syl22anc φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C N U
69 52 58 lssvsubcl W LMod N U LSubSp W K W C N U x N U K W C - W x N U
70 57 61 68 32 69 syl22anc φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C - W x N U
71 56 70 eqeltrrd φ x N U C y N V K W C = x + W y y N U
72 71 39 elind φ x N U C y N V K W C = x + W y y N U N V
73 6 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y N U N V = 0 ˙
74 72 73 eleqtrd φ x N U C y N V K W C = x + W y y 0 ˙
75 elsni y 0 ˙ y = 0 ˙
76 74 75 syl φ x N U C y N V K W C = x + W y y = 0 ˙
77 76 oveq2d φ x N U C y N V K W C = x + W y x + W y = x + W 0 ˙
78 21 41 2 grprid W Grp x Base W x + W 0 ˙ = x
79 17 33 78 syl2anc φ x N U C y N V K W C = x + W y x + W 0 ˙ = x
80 12 77 79 3eqtrd φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C = x
81 80 31 eqeltrd φ x N U C y N V K W C = x + W y K W C N U C
82 9 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y C U
83 10 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y K F O
84 3 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y W LVec
85 4 ad3antrrr φ x N U C y N V K W C = x + W y U LIndS W
86 21 48 1 47 8 7 islinds2 W LVec U LIndS W U Base W c U k F O ¬ k W c N U c
87 86 simplbda W LVec U LIndS W c U k F O ¬ k W c N U c
88 84 85 87 syl2anc φ x N U C y N V K W C = x + W y c U k F O ¬ k W c N U c
89 oveq2 c = C k W c = k W C
90 sneq c = C c = C
91 90 difeq2d c = C U c = U C
92 91 fveq2d c = C N U c = N U C
93 89 92 eleq12d c = C k W c N U c k W C N U C
94 93 notbid c = C ¬ k W c N U c ¬ k W C N U C
95 oveq1 k = K k W C = K W C
96 95 eleq1d k = K k W C N U C K W C N U C
97 96 notbid k = K ¬ k W C N U C ¬ K W C N U C
98 94 97 rspc2va C U K F O c U k F O ¬ k W c N U c ¬ K W C N U C
99 82 83 88 98 syl21anc φ x N U C y N V K W C = x + W y ¬ K W C N U C
100 81 99 pm2.21fal φ x N U C y N V K W C = x + W y
101 23 ssdifssd φ U C Base W
102 21 58 1 lspcl W LMod U C Base W N U C LSubSp W
103 14 101 102 syl2anc φ N U C LSubSp W
104 58 lsssubg W LMod N U C LSubSp W N U C SubGrp W
105 14 103 104 syl2anc φ N U C SubGrp W
106 21 58 1 lspcl W LMod V Base W N V LSubSp W
107 14 35 106 syl2anc φ N V LSubSp W
108 58 lsssubg W LMod N V LSubSp W N V SubGrp W
109 14 107 108 syl2anc φ N V SubGrp W
110 eqid LSSum W = LSSum W
111 21 1 110 lsmsp2 W LMod U C Base W V Base W N U C LSSum W N V = N U C V
112 14 101 35 111 syl3anc φ N U C LSSum W N V = N U C V
113 65 adantr φ C V C N U
114 21 1 lspssid W LMod V Base W V N V
115 14 35 114 syl2anc φ V N V
116 115 sselda φ C V C N V
117 113 116 elind φ C V C N U N V
118 6 adantr φ C V N U N V = 0 ˙
119 117 118 eleqtrd φ C V C 0 ˙
120 elsni C 0 ˙ C = 0 ˙
121 119 120 syl φ C V C = 0 ˙
122 2 0nellinds W LVec U LIndS W ¬ 0 ˙ U
123 3 4 122 syl2anc φ ¬ 0 ˙ U
124 nelne2 C U ¬ 0 ˙ U C 0 ˙
125 9 123 124 syl2anc φ C 0 ˙
126 125 adantr φ C V C 0 ˙
127 126 neneqd φ C V ¬ C = 0 ˙
128 121 127 pm2.65da φ ¬ C V
129 disjsn V C = ¬ C V
130 128 129 sylibr φ V C =
131 undif4 V C = V U C = V U C
132 130 131 syl φ V U C = V U C
133 uncom U C V = V U C
134 uncom U V = V U
135 134 difeq1i U V C = V U C
136 132 133 135 3eqtr4g φ U C V = U V C
137 136 fveq2d φ N U C V = N U V C
138 112 137 eqtrd φ N U C LSSum W N V = N U V C
139 11 138 eleqtrrd φ K W C N U C LSSum W N V
140 41 110 lsmelval N U C SubGrp W N V SubGrp W K W C N U C LSSum W N V x N U C y N V K W C = x + W y
141 140 biimpa N U C SubGrp W N V SubGrp W K W C N U C LSSum W N V x N U C y N V K W C = x + W y
142 105 109 139 141 syl21anc φ x N U C y N V K W C = x + W y
143 100 142 r19.29vva φ