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Theorem lshpkrlem4

Description: Lemma for lshpkrex . Part of showing linearity of G . (Contributed by NM, 16-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses lshpkrlem.v V = Base W
lshpkrlem.a + ˙ = + W
lshpkrlem.n N = LSpan W
lshpkrlem.p ˙ = LSSum W
lshpkrlem.h H = LSHyp W
lshpkrlem.w φ W LVec
lshpkrlem.u φ U H
lshpkrlem.z φ Z V
lshpkrlem.x φ X V
lshpkrlem.e φ U ˙ N Z = V
lshpkrlem.d D = Scalar W
lshpkrlem.k K = Base D
lshpkrlem.t · ˙ = W
lshpkrlem.o 0 ˙ = 0 D
lshpkrlem.g G = x V ι k K | y U x = y + ˙ k · ˙ Z
Assertion lshpkrlem4 φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lshpkrlem.v V = Base W
2 lshpkrlem.a + ˙ = + W
3 lshpkrlem.n N = LSpan W
4 lshpkrlem.p ˙ = LSSum W
5 lshpkrlem.h H = LSHyp W
6 lshpkrlem.w φ W LVec
7 lshpkrlem.u φ U H
8 lshpkrlem.z φ Z V
9 lshpkrlem.x φ X V
10 lshpkrlem.e φ U ˙ N Z = V
11 lshpkrlem.d D = Scalar W
12 lshpkrlem.k K = Base D
13 lshpkrlem.t · ˙ = W
14 lshpkrlem.o 0 ˙ = 0 D
15 lshpkrlem.g G = x V ι k K | y U x = y + ˙ k · ˙ Z
16 simp3l φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z u = r + ˙ G u · ˙ Z
17 16 oveq2d φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u = l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z
18 simp3r φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z
19 17 18 oveq12d φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z
20 simpl1 φ l K u V v V r V s V φ
21 lveclmod W LVec W LMod
22 20 6 21 3syl φ l K u V v V r V s V W LMod
23 simpl2 φ l K u V v V r V s V l K
24 simpr2 φ l K u V v V r V s V r V
25 simpl3 φ l K u V v V r V s V u V
26 6 adantr φ u V W LVec
27 7 adantr φ u V U H
28 8 adantr φ u V Z V
29 simpr φ u V u V
30 10 adantr φ u V U ˙ N Z = V
31 1 2 3 4 5 26 27 28 29 30 11 12 13 14 15 lshpkrlem2 φ u V G u K
32 20 25 31 syl2anc φ l K u V v V r V s V G u K
33 20 8 syl φ l K u V v V r V s V Z V
34 1 11 13 12 lmodvscl W LMod G u K Z V G u · ˙ Z V
35 22 32 33 34 syl3anc φ l K u V v V r V s V G u · ˙ Z V
36 1 2 11 13 12 lmodvsdi W LMod l K r V G u · ˙ Z V l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ l · ˙ G u · ˙ Z
37 22 23 24 35 36 syl13anc φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ l · ˙ G u · ˙ Z
38 eqid D = D
39 1 11 13 12 38 lmodvsass W LMod l K G u K Z V l D G u · ˙ Z = l · ˙ G u · ˙ Z
40 22 23 32 33 39 syl13anc φ l K u V v V r V s V l D G u · ˙ Z = l · ˙ G u · ˙ Z
41 40 oveq2d φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ l · ˙ G u · ˙ Z
42 37 41 eqtr4d φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z
43 42 oveq1d φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z
44 1 11 13 12 lmodvscl W LMod l K r V l · ˙ r V
45 22 23 24 44 syl3anc φ l K u V v V r V s V l · ˙ r V
46 11 12 38 lmodmcl W LMod l K G u K l D G u K
47 22 23 32 46 syl3anc φ l K u V v V r V s V l D G u K
48 1 11 13 12 lmodvscl W LMod l D G u K Z V l D G u · ˙ Z V
49 22 47 33 48 syl3anc φ l K u V v V r V s V l D G u · ˙ Z V
50 simpr3 φ l K u V v V r V s V s V
51 simpr1 φ l K u V v V r V s V v V
52 6 adantr φ v V W LVec
53 7 adantr φ v V U H
54 8 adantr φ v V Z V
55 simpr φ v V v V
56 10 adantr φ v V U ˙ N Z = V
57 1 2 3 4 5 52 53 54 55 56 11 12 13 14 15 lshpkrlem2 φ v V G v K
58 20 51 57 syl2anc φ l K u V v V r V s V G v K
59 1 11 13 12 lmodvscl W LMod G v K Z V G v · ˙ Z V
60 22 58 33 59 syl3anc φ l K u V v V r V s V G v · ˙ Z V
61 1 2 lmod4 W LMod l · ˙ r V l D G u · ˙ Z V s V G v · ˙ Z V l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ G v · ˙ Z
62 22 45 49 50 60 61 syl122anc φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ G v · ˙ Z
63 eqid + D = + D
64 1 2 11 13 12 63 lmodvsdir W LMod l D G u K G v K Z V l D G u + D G v · ˙ Z = l D G u · ˙ Z + ˙ G v · ˙ Z
65 22 47 58 33 64 syl13anc φ l K u V v V r V s V l D G u + D G v · ˙ Z = l D G u · ˙ Z + ˙ G v · ˙ Z
66 65 oveq2d φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ G v · ˙ Z
67 62 66 eqtr4d φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ l D G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z
68 43 67 eqtrd φ l K u V v V r V s V l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z
69 68 3adant3 φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ r + ˙ G u · ˙ Z + ˙ s + ˙ G v · ˙ Z = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z
70 19 69 eqtrd φ l K u V v V r V s V u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = l · ˙ r + ˙ s + ˙ l D G u + D G v · ˙ Z