Metamath Proof Explorer


Theorem lspprabs

Description: Absorption of vector sum into span of pair. (Contributed by NM, 27-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses lspprabs.v ⊢ V = Base W
lspprabs.p ⊢ + ˙ = + W
lspprabs.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lspprabs.w ⊢ φ → W ∈ LMod
lspprabs.x ⊢ φ → X ∈ V
lspprabs.y ⊢ φ → Y ∈ V
Assertion lspprabs ⊢ φ → N ⁡ X X + ˙ Y = N ⁡ X Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lspprabs.v ⊢ V = Base W
2 lspprabs.p ⊢ + ˙ = + W
3 lspprabs.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
4 lspprabs.w ⊢ φ → W ∈ LMod
5 lspprabs.x ⊢ φ → X ∈ V
6 lspprabs.y ⊢ φ → Y ∈ V
7 eqid ⊢ LSubSp ⁡ W = LSubSp ⁡ W
8 7 lsssssubg ⊢ W ∈ LMod → LSubSp ⁡ W ⊆ SubGrp ⁡ W
9 4 8 syl ⊢ φ → LSubSp ⁡ W ⊆ SubGrp ⁡ W
10 1 7 3 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
11 4 5 10 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
12 9 11 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W
13 1 7 3 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
14 4 6 13 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
15 9 14 sseldd ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W
16 eqid ⊢ LSSum ⁡ W = LSSum ⁡ W
17 16 lsmub1 ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
18 12 15 17 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
19 7 16 lsmcl ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
20 4 11 14 19 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
21 1 3 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → X ∈ N ⁡ X
22 4 5 21 syl2anc ⊢ φ → X ∈ N ⁡ X
23 1 3 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → Y ∈ N ⁡ Y
24 4 6 23 syl2anc ⊢ φ → Y ∈ N ⁡ Y
25 2 16 lsmelvali ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W ∧ X ∈ N ⁡ X ∧ Y ∈ N ⁡ Y → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
26 12 15 22 24 25 syl22anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
27 7 3 4 20 26 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
28 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y ∈ V
29 4 5 6 28 syl3anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ V
30 1 7 3 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V → N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ W
31 4 29 30 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ W
32 9 31 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W
33 9 20 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W
34 16 lsmlub ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∧ N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ↔ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
35 12 32 33 34 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ∧ N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ↔ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
36 18 27 35 mpbi2and ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
37 16 lsmub1 ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
38 12 32 37 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
39 7 16 lsmcl ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W ∧ N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ W → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ W
40 4 11 31 39 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ W
41 eqid ⊢ - W = - W
42 1 3 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X + ˙ Y
43 4 29 42 syl2anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ N ⁡ X + ˙ Y
44 41 16 32 12 43 22 lsmelvalmi ⊢ φ → X + ˙ Y - W X ∈ N ⁡ X + ˙ Y LSSum ⁡ W N ⁡ X
45 lmodabl ⊢ W ∈ LMod → W ∈ Abel
46 4 45 syl ⊢ φ → W ∈ Abel
47 1 2 41 ablpncan2 ⊢ W ∈ Abel ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y - W X = Y
48 46 5 6 47 syl3anc ⊢ φ → X + ˙ Y - W X = Y
49 16 lsmcom ⊢ W ∈ Abel ∧ N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X + ˙ Y LSSum ⁡ W N ⁡ X = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
50 46 32 12 49 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X + ˙ Y LSSum ⁡ W N ⁡ X = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
51 44 48 50 3eltr3d ⊢ φ → Y ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
52 7 3 4 40 51 ellspsn5 ⊢ φ → N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
53 9 40 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W
54 16 lsmlub ⊢ N ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ W ∧ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ W → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∧ N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ↔ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
55 12 15 53 54 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ∧ N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y ↔ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
56 38 52 55 mpbi2and ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ⊆ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
57 36 56 eqssd ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
58 1 3 16 4 5 29 lsmpr ⊢ φ → N ⁡ X X + ˙ Y = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ X + ˙ Y
59 1 3 16 4 5 6 lsmpr ⊢ φ → N ⁡ X Y = N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y
60 57 58 59 3eqtr4d ⊢ φ → N ⁡ X X + ˙ Y = N ⁡ X Y