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Theorem lsmsat

Description: Convert comparison of atom with sum of subspaces to a comparison to sum with atom. ( elpaddatiN analog.) TODO: any way to shorten this? (Contributed by NM, 15-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lsmsat.o 0 ˙ = 0 W
lsmsat.s S = LSubSp W
lsmsat.p ˙ = LSSum W
lsmsat.a A = LSAtoms W
lsmsat.w φ W LMod
lsmsat.t φ T S
lsmsat.u φ U S
lsmsat.q φ Q A
lsmsat.n φ T 0 ˙
lsmsat.l φ Q T ˙ U
Assertion lsmsat φ p A p T Q p ˙ U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmsat.o 0 ˙ = 0 W
2 lsmsat.s S = LSubSp W
3 lsmsat.p ˙ = LSSum W
4 lsmsat.a A = LSAtoms W
5 lsmsat.w φ W LMod
6 lsmsat.t φ T S
7 lsmsat.u φ U S
8 lsmsat.q φ Q A
9 lsmsat.n φ T 0 ˙
10 lsmsat.l φ Q T ˙ U
11 eqid Base W = Base W
12 eqid LSpan W = LSpan W
13 11 12 1 4 islsat W LMod Q A r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r
14 5 13 syl φ Q A r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r
15 8 14 mpbid φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r
16 simp3 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r Q = LSpan W r
17 10 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r Q T ˙ U
18 16 17 eqsstrrd φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r LSpan W r T ˙ U
19 5 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r W LMod
20 2 3 lsmcl W LMod T S U S T ˙ U S
21 5 6 7 20 syl3anc φ T ˙ U S
22 21 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r T ˙ U S
23 eldifi r Base W 0 ˙ r Base W
24 23 3ad2ant2 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r r Base W
25 11 2 12 19 22 24 lspsnel5 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r r T ˙ U LSpan W r T ˙ U
26 18 25 mpbird φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r r T ˙ U
27 2 lsssssubg W LMod S SubGrp W
28 19 27 syl φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r S SubGrp W
29 6 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r T S
30 28 29 sseldd φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r T SubGrp W
31 7 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r U S
32 28 31 sseldd φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r U SubGrp W
33 eqid + W = + W
34 33 3 lsmelval T SubGrp W U SubGrp W r T ˙ U y T z U r = y + W z
35 30 32 34 syl2anc φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r r T ˙ U y T z U r = y + W z
36 26 35 mpbid φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r y T z U r = y + W z
37 1 2 lssne0 T S T 0 ˙ q T q 0 ˙
38 6 37 syl φ T 0 ˙ q T q 0 ˙
39 9 38 mpbid φ q T q 0 ˙
40 39 adantr φ r Base W 0 ˙ q T q 0 ˙
41 40 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z q T q 0 ˙
42 41 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙
43 5 adantr φ r Base W 0 ˙ W LMod
44 43 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z W LMod
45 44 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ W LMod
46 6 adantr φ r Base W 0 ˙ T S
47 46 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z T S
48 47 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ T S
49 simpr2 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ q T
50 11 2 lssel T S q T q Base W
51 48 49 50 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ q Base W
52 simpr3 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ q 0 ˙
53 11 12 1 4 lsatlspsn2 W LMod q Base W q 0 ˙ LSpan W q A
54 45 51 52 53 syl3anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W q A
55 2 12 45 48 49 lspsnel5a φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W q T
56 simpl3 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ r = y + W z
57 simpr1 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ y = 0 ˙
58 57 oveq1d φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ y + W z = 0 ˙ + W z
59 7 adantr φ r Base W 0 ˙ U S
60 59 3ad2ant1 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z U S
61 simp2r φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z z U
62 11 2 lssel U S z U z Base W
63 60 61 62 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z z Base W
64 63 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ z Base W
65 11 33 1 lmod0vlid W LMod z Base W 0 ˙ + W z = z
66 45 64 65 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ 0 ˙ + W z = z
67 56 58 66 3eqtrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ r = z
68 67 sneqd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ r = z
69 68 fveq2d φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W r = LSpan W z
70 2 12 44 60 61 lspsnel5a φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W z U
71 70 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W z U
72 69 71 eqsstrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W r U
73 11 12 lspsnsubg W LMod q Base W LSpan W q SubGrp W
74 45 51 73 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W q SubGrp W
75 45 27 syl φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ S SubGrp W
76 60 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ U S
77 75 76 sseldd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ U SubGrp W
78 3 lsmub2 LSpan W q SubGrp W U SubGrp W U LSpan W q ˙ U
79 74 77 78 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ U LSpan W q ˙ U
80 72 79 sstrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ LSpan W r LSpan W q ˙ U
81 sseq1 p = LSpan W q p T LSpan W q T
82 oveq1 p = LSpan W q p ˙ U = LSpan W q ˙ U
83 82 sseq2d p = LSpan W q LSpan W r p ˙ U LSpan W r LSpan W q ˙ U
84 81 83 anbi12d p = LSpan W q p T LSpan W r p ˙ U LSpan W q T LSpan W r LSpan W q ˙ U
85 84 rspcev LSpan W q A LSpan W q T LSpan W r LSpan W q ˙ U p A p T LSpan W r p ˙ U
86 54 55 80 85 syl12anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
87 86 3exp2 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
88 87 imp φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
89 88 rexlimdv φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ q T q 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
90 42 89 mpd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y = 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
91 44 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ W LMod
92 simp2l φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y T
93 11 2 lssel T S y T y Base W
94 47 92 93 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y Base W
95 94 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ y Base W
96 simpr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ y 0 ˙
97 11 12 1 4 lsatlspsn2 W LMod y Base W y 0 ˙ LSpan W y A
98 91 95 96 97 syl3anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ LSpan W y A
99 2 12 44 47 92 lspsnel5a φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y T
100 99 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ LSpan W y T
101 simp3 φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z r = y + W z
102 101 sneqd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z r = y + W z
103 102 fveq2d φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W r = LSpan W y + W z
104 11 33 12 lspvadd W LMod y Base W z Base W LSpan W y + W z LSpan W y z
105 44 94 63 104 syl3anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y + W z LSpan W y z
106 103 105 eqsstrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W r LSpan W y z
107 11 12 3 44 94 63 lsmpr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y z = LSpan W y ˙ LSpan W z
108 106 107 sseqtrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W r LSpan W y ˙ LSpan W z
109 44 27 syl φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z S SubGrp W
110 11 2 12 lspsncl W LMod y Base W LSpan W y S
111 44 94 110 syl2anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y S
112 109 111 sseldd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y SubGrp W
113 109 60 sseldd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z U SubGrp W
114 3 lsmless2 LSpan W y SubGrp W U SubGrp W LSpan W z U LSpan W y ˙ LSpan W z LSpan W y ˙ U
115 112 113 70 114 syl3anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W y ˙ LSpan W z LSpan W y ˙ U
116 108 115 sstrd φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z LSpan W r LSpan W y ˙ U
117 116 adantr φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ LSpan W r LSpan W y ˙ U
118 sseq1 p = LSpan W y p T LSpan W y T
119 oveq1 p = LSpan W y p ˙ U = LSpan W y ˙ U
120 119 sseq2d p = LSpan W y LSpan W r p ˙ U LSpan W r LSpan W y ˙ U
121 118 120 anbi12d p = LSpan W y p T LSpan W r p ˙ U LSpan W y T LSpan W r LSpan W y ˙ U
122 121 rspcev LSpan W y A LSpan W y T LSpan W r LSpan W y ˙ U p A p T LSpan W r p ˙ U
123 98 100 117 122 syl12anc φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z y 0 ˙ p A p T LSpan W r p ˙ U
124 90 123 pm2.61dane φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z p A p T LSpan W r p ˙ U
125 124 3exp φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z p A p T LSpan W r p ˙ U
126 125 rexlimdvv φ r Base W 0 ˙ y T z U r = y + W z p A p T LSpan W r p ˙ U
127 126 3adant3 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r y T z U r = y + W z p A p T LSpan W r p ˙ U
128 36 127 mpd φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r p A p T LSpan W r p ˙ U
129 sseq1 Q = LSpan W r Q p ˙ U LSpan W r p ˙ U
130 129 anbi2d Q = LSpan W r p T Q p ˙ U p T LSpan W r p ˙ U
131 130 rexbidv Q = LSpan W r p A p T Q p ˙ U p A p T LSpan W r p ˙ U
132 131 3ad2ant3 φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r p A p T Q p ˙ U p A p T LSpan W r p ˙ U
133 128 132 mpbird φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r p A p T Q p ˙ U
134 133 3exp φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r p A p T Q p ˙ U
135 134 rexlimdv φ r Base W 0 ˙ Q = LSpan W r p A p T Q p ˙ U
136 15 135 mpd φ p A p T Q p ˙ U