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Theorem lspabs3

Description: Absorption law for span of vector sum. (Contributed by NM, 30-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses lspabs2.v ⊢ V = Base W
lspabs2.p ⊢ + ˙ = + W
lspabs2.o ⊢ 0 ˙ = 0 W
lspabs2.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lspabs2.w ⊢ φ → W ∈ LVec
lspabs2.x ⊢ φ → X ∈ V
lspabs3.y ⊢ φ → Y ∈ V
lspabs3.xy ⊢ φ → X + ˙ Y ≠ 0 ˙
lspabs3.e ⊢ φ → N ⁡ X = N ⁡ Y
Assertion lspabs3 ⊢ φ → N ⁡ X = N ⁡ X + ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lspabs2.v ⊢ V = Base W
2 lspabs2.p ⊢ + ˙ = + W
3 lspabs2.o ⊢ 0 ˙ = 0 W
4 lspabs2.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
5 lspabs2.w ⊢ φ → W ∈ LVec
6 lspabs2.x ⊢ φ → X ∈ V
7 lspabs3.y ⊢ φ → Y ∈ V
8 lspabs3.xy ⊢ φ → X + ˙ Y ≠ 0 ˙
9 lspabs3.e ⊢ φ → N ⁡ X = N ⁡ Y
10 eqid ⊢ LSubSp ⁡ W = LSubSp ⁡ W
11 lveclmod ⊢ W ∈ LVec → W ∈ LMod
12 5 11 syl ⊢ φ → W ∈ LMod
13 1 10 4 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
14 12 6 13 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
15 1 10 4 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
16 12 7 15 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
17 eqid ⊢ LSSum ⁡ W = LSSum ⁡ W
18 10 17 lsmcl ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
19 12 14 16 18 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
20 1 4 lspsnsubg ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W
21 12 6 20 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W
22 9 21 eqeltrrd ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W
23 1 4 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → X ∈ N ⁡ X
24 12 6 23 syl2anc ⊢ φ → X ∈ N ⁡ X
25 1 4 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → Y ∈ N ⁡ Y
26 12 7 25 syl2anc ⊢ φ → Y ∈ N ⁡ Y
27 2 17 lsmelvali ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W ∧ X ∈ N ⁡ X ∧ Y ∈ N ⁡ Y → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
28 21 22 24 26 27 syl22anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
29 10 4 12 19 28 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
30 9 oveq2d ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
31 17 lsmidm ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X = N ⁡ X
32 21 31 syl ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X = N ⁡ X
33 30 32 eqtr3d ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y = N ⁡ X
34 29 33 sseqtrd ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X
35 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y ∈ V
36 12 6 7 35 syl3anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V
37 eldifsn ⊢ X + ˙ Y ∈ V ∖ 0 ˙ ↔ X + ˙ Y ∈ V ∧ X + ˙ Y ≠ 0 ˙
38 36 8 37 sylanbrc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V ∖ 0 ˙
39 1 3 4 5 38 6 lspsncmp ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X ↔ N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X
40 34 39 mpbid ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X
41 40 eqcomd ⊢ φ → N ⁡ X = N ⁡ X + ˙ Y