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Theorem lspsolvlem

Description: Lemma for lspsolv . (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lspsolv.v ⊢ V = Base W
lspsolv.s ⊢ S = LSubSp ⁡ W
lspsolv.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lspsolv.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
lspsolv.b ⊢ B = Base F
lspsolv.p ⊢ + ˙ = + W
lspsolv.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
lspsolv.q ⊢ Q = z ∈ V | ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
lspsolv.w ⊢ φ → W ∈ LMod
lspsolv.ss ⊢ φ → A ⊆ V
lspsolv.y ⊢ φ → Y ∈ V
lspsolv.x ⊢ φ → X ∈ N ⁡ A ∪ Y
Assertion lspsolvlem ⊢ φ → ∃ r ∈ B X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lspsolv.v ⊢ V = Base W
2 lspsolv.s ⊢ S = LSubSp ⁡ W
3 lspsolv.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
4 lspsolv.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
5 lspsolv.b ⊢ B = Base F
6 lspsolv.p ⊢ + ˙ = + W
7 lspsolv.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
8 lspsolv.q ⊢ Q = z ∈ V | ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
9 lspsolv.w ⊢ φ → W ∈ LMod
10 lspsolv.ss ⊢ φ → A ⊆ V
11 lspsolv.y ⊢ φ → Y ∈ V
12 lspsolv.x ⊢ φ → X ∈ N ⁡ A ∪ Y
13 8 ssrab3 ⊢ Q ⊆ V
14 13 a1i ⊢ φ → Q ⊆ V
15 9 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → W ∈ LMod
16 eqid ⊢ 0 F = 0 F
17 4 5 16 lmod0cl ⊢ W ∈ LMod → 0 F ∈ B
18 15 17 syl ⊢ φ ∧ z ∈ A → 0 F ∈ B
19 eqid ⊢ 0 W = 0 W
20 1 4 7 16 19 lmod0vs ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → 0 F · ˙ Y = 0 W
21 9 11 20 syl2anc ⊢ φ → 0 F · ˙ Y = 0 W
22 21 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → 0 F · ˙ Y = 0 W
23 22 oveq2d ⊢ φ ∧ z ∈ A → z + ˙ 0 F · ˙ Y = z + ˙ 0 W
24 10 sselda ⊢ φ ∧ z ∈ A → z ∈ V
25 1 6 19 lmod0vrid ⊢ W ∈ LMod ∧ z ∈ V → z + ˙ 0 W = z
26 15 24 25 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A → z + ˙ 0 W = z
27 23 26 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ A → z + ˙ 0 F · ˙ Y = z
28 1 3 lspssid ⊢ W ∈ LMod ∧ A ⊆ V → A ⊆ N ⁡ A
29 9 10 28 syl2anc ⊢ φ → A ⊆ N ⁡ A
30 29 sselda ⊢ φ ∧ z ∈ A → z ∈ N ⁡ A
31 27 30 eqeltrd ⊢ φ ∧ z ∈ A → z + ˙ 0 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A
32 oveq1 ⊢ r = 0 F → r · ˙ Y = 0 F · ˙ Y
33 32 oveq2d ⊢ r = 0 F → z + ˙ r · ˙ Y = z + ˙ 0 F · ˙ Y
34 33 eleq1d ⊢ r = 0 F → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ z + ˙ 0 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A
35 34 rspcev ⊢ 0 F ∈ B ∧ z + ˙ 0 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
36 18 31 35 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
37 10 36 ssrabdv ⊢ φ → A ⊆ z ∈ V | ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
38 37 8 sseqtrrdi ⊢ φ → A ⊆ Q
39 4 lmodfgrp ⊢ W ∈ LMod → F ∈ Grp
40 9 39 syl ⊢ φ → F ∈ Grp
41 eqid ⊢ 1 F = 1 F
42 4 5 41 lmod1cl ⊢ W ∈ LMod → 1 F ∈ B
43 9 42 syl ⊢ φ → 1 F ∈ B
44 eqid ⊢ inv g ⁡ F = inv g ⁡ F
45 5 44 grpinvcl ⊢ F ∈ Grp ∧ 1 F ∈ B → inv g ⁡ F ⁡ 1 F ∈ B
46 40 43 45 syl2anc ⊢ φ → inv g ⁡ F ⁡ 1 F ∈ B
47 eqid ⊢ inv g ⁡ W = inv g ⁡ W
48 1 47 4 7 41 44 lmodvneg1 ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y = inv g ⁡ W ⁡ Y
49 9 11 48 syl2anc ⊢ φ → inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y = inv g ⁡ W ⁡ Y
50 49 oveq2d ⊢ φ → Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y = Y + ˙ inv g ⁡ W ⁡ Y
51 lmodgrp ⊢ W ∈ LMod → W ∈ Grp
52 9 51 syl ⊢ φ → W ∈ Grp
53 1 6 19 47 grprinv ⊢ W ∈ Grp ∧ Y ∈ V → Y + ˙ inv g ⁡ W ⁡ Y = 0 W
54 52 11 53 syl2anc ⊢ φ → Y + ˙ inv g ⁡ W ⁡ Y = 0 W
55 50 54 eqtrd ⊢ φ → Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y = 0 W
56 1 2 3 lspcl ⊢ W ∈ LMod ∧ A ⊆ V → N ⁡ A ∈ S
57 9 10 56 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ A ∈ S
58 19 2 lss0cl ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ A ∈ S → 0 W ∈ N ⁡ A
59 9 57 58 syl2anc ⊢ φ → 0 W ∈ N ⁡ A
60 55 59 eqeltrd ⊢ φ → Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A
61 oveq1 ⊢ r = inv g ⁡ F ⁡ 1 F → r · ˙ Y = inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y
62 61 oveq2d ⊢ r = inv g ⁡ F ⁡ 1 F → Y + ˙ r · ˙ Y = Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y
63 62 eleq1d ⊢ r = inv g ⁡ F ⁡ 1 F → Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A
64 63 rspcev ⊢ inv g ⁡ F ⁡ 1 F ∈ B ∧ Y + ˙ inv g ⁡ F ⁡ 1 F · ˙ Y ∈ N ⁡ A → ∃ r ∈ B Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
65 46 60 64 syl2anc ⊢ φ → ∃ r ∈ B Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
66 oveq1 ⊢ z = Y → z + ˙ r · ˙ Y = Y + ˙ r · ˙ Y
67 66 eleq1d ⊢ z = Y → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
68 67 rexbidv ⊢ z = Y → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ r ∈ B Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
69 68 8 elrab2 ⊢ Y ∈ Q ↔ Y ∈ V ∧ ∃ r ∈ B Y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
70 11 65 69 sylanbrc ⊢ φ → Y ∈ Q
71 70 snssd ⊢ φ → Y ⊆ Q
72 38 71 unssd ⊢ φ → A ∪ Y ⊆ Q
73 1 3 lspss ⊢ W ∈ LMod ∧ Q ⊆ V ∧ A ∪ Y ⊆ Q → N ⁡ A ∪ Y ⊆ N ⁡ Q
74 9 14 72 73 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ A ∪ Y ⊆ N ⁡ Q
75 4 a1i ⊢ φ → F = Scalar ⁡ W
76 5 a1i ⊢ φ → B = Base F
77 1 a1i ⊢ φ → V = Base W
78 6 a1i ⊢ φ → + ˙ = + W
79 7 a1i ⊢ φ → · ˙ = ⋅ W
80 2 a1i ⊢ φ → S = LSubSp ⁡ W
81 70 ne0d ⊢ φ → Q ≠ ∅
82 oveq1 ⊢ z = x → z + ˙ r · ˙ Y = x + ˙ r · ˙ Y
83 82 eleq1d ⊢ z = x → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ x + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
84 83 rexbidv ⊢ z = x → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ r ∈ B x + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
85 oveq1 ⊢ r = s → r · ˙ Y = s · ˙ Y
86 85 oveq2d ⊢ r = s → x + ˙ r · ˙ Y = x + ˙ s · ˙ Y
87 86 eleq1d ⊢ r = s → x + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A
88 87 cbvrexvw ⊢ ∃ r ∈ B x + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A
89 84 88 bitrdi ⊢ z = x → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A
90 89 8 elrab2 ⊢ x ∈ Q ↔ x ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A
91 oveq1 ⊢ z = y → z + ˙ r · ˙ Y = y + ˙ r · ˙ Y
92 91 eleq1d ⊢ z = y → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
93 92 rexbidv ⊢ z = y → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ r ∈ B y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
94 oveq1 ⊢ r = t → r · ˙ Y = t · ˙ Y
95 94 oveq2d ⊢ r = t → y + ˙ r · ˙ Y = y + ˙ t · ˙ Y
96 95 eleq1d ⊢ r = t → y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
97 96 cbvrexvw ⊢ ∃ r ∈ B y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
98 93 97 bitrdi ⊢ z = y → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
99 98 8 elrab2 ⊢ y ∈ Q ↔ y ∈ V ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
100 90 99 anbi12i ⊢ x ∈ Q ∧ y ∈ Q ↔ x ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y ∈ V ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
101 an4 ⊢ x ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y ∈ V ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
102 100 101 bitri ⊢ x ∈ Q ∧ y ∈ Q ↔ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
103 reeanv ⊢ ∃ s ∈ B ∃ t ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
104 simp1ll ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → φ
105 104 9 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → W ∈ LMod
106 simp1lr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ∈ B
107 simp1rl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → x ∈ V
108 1 4 7 5 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V → a · ˙ x ∈ V
109 105 106 107 108 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x ∈ V
110 simp1rr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → y ∈ V
111 1 6 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ a · ˙ x ∈ V ∧ y ∈ V → a · ˙ x + ˙ y ∈ V
112 105 109 110 111 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ V
113 simp2l ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → s ∈ B
114 eqid ⊢ ⋅ F = ⋅ F
115 4 5 114 lmodmcl ⊢ W ∈ LMod ∧ a ∈ B ∧ s ∈ B → a ⋅ F s ∈ B
116 105 106 113 115 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s ∈ B
117 simp2r ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → t ∈ B
118 eqid ⊢ + F = + F
119 4 5 118 lmodacl ⊢ W ∈ LMod ∧ a ⋅ F s ∈ B ∧ t ∈ B → a ⋅ F s + F t ∈ B
120 105 116 117 119 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s + F t ∈ B
121 104 11 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → Y ∈ V
122 1 4 7 5 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ s ∈ B ∧ Y ∈ V → s · ˙ Y ∈ V
123 105 113 121 122 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → s · ˙ Y ∈ V
124 1 4 7 5 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ a ∈ B ∧ s · ˙ Y ∈ V → a · ˙ s · ˙ Y ∈ V
125 105 106 123 124 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ s · ˙ Y ∈ V
126 1 4 7 5 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ t ∈ B ∧ Y ∈ V → t · ˙ Y ∈ V
127 105 117 121 126 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → t · ˙ Y ∈ V
128 1 6 lmod4 ⊢ W ∈ LMod ∧ a · ˙ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ a · ˙ s · ˙ Y ∈ V ∧ t · ˙ Y ∈ V → a · ˙ x + ˙ y + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y
129 105 109 110 125 127 128 syl122anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y
130 1 6 4 7 5 118 lmodvsdir ⊢ W ∈ LMod ∧ a ⋅ F s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ Y ∈ V → a ⋅ F s + F t · ˙ Y = a ⋅ F s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y
131 105 116 117 121 130 syl13anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s + F t · ˙ Y = a ⋅ F s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y
132 1 4 7 5 114 lmodvsass ⊢ W ∈ LMod ∧ a ∈ B ∧ s ∈ B ∧ Y ∈ V → a ⋅ F s · ˙ Y = a · ˙ s · ˙ Y
133 105 106 113 121 132 syl13anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s · ˙ Y = a · ˙ s · ˙ Y
134 133 oveq1d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y = a · ˙ s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y
135 131 134 eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a ⋅ F s + F t · ˙ Y = a · ˙ s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y
136 135 oveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ y + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ t · ˙ Y
137 1 6 4 7 5 lmodvsdi ⊢ W ∈ LMod ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ s · ˙ Y ∈ V → a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ a · ˙ s · ˙ Y
138 105 106 107 123 137 syl13anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ a · ˙ s · ˙ Y
139 138 oveq1d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ a · ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y
140 129 136 139 3eqtr4d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y
141 104 57 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → N ⁡ A ∈ S
142 simp3l ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A
143 simp3r ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
144 4 5 6 7 2 lsscl ⊢ N ⁡ A ∈ S ∧ a ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
145 141 106 142 143 144 syl13anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ s · ˙ Y + ˙ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
146 140 145 eqeltrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
147 oveq1 ⊢ r = a ⋅ F s + F t → r · ˙ Y = a ⋅ F s + F t · ˙ Y
148 147 oveq2d ⊢ r = a ⋅ F s + F t → a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y
149 148 eleq1d ⊢ r = a ⋅ F s + F t → a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y ∈ N ⁡ A
150 149 rspcev ⊢ a ⋅ F s + F t ∈ B ∧ a · ˙ x + ˙ y + ˙ a ⋅ F s + F t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → ∃ r ∈ B a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
151 120 146 150 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → ∃ r ∈ B a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
152 oveq1 ⊢ z = a · ˙ x + ˙ y → z + ˙ r · ˙ Y = a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y
153 152 eleq1d ⊢ z = a · ˙ x + ˙ y → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
154 153 rexbidv ⊢ z = a · ˙ x + ˙ y → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ r ∈ B a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
155 154 8 elrab2 ⊢ a · ˙ x + ˙ y ∈ Q ↔ a · ˙ x + ˙ y ∈ V ∧ ∃ r ∈ B a · ˙ x + ˙ y + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
156 112 151 155 sylanbrc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ s ∈ B ∧ t ∈ B ∧ x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
157 156 3exp ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V → s ∈ B ∧ t ∈ B → x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
158 157 rexlimdvv ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V → ∃ s ∈ B ∃ t ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
159 103 158 biimtrrid ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V → ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
160 159 expimpd ⊢ φ ∧ a ∈ B → x ∈ V ∧ y ∈ V ∧ ∃ s ∈ B x + ˙ s · ˙ Y ∈ N ⁡ A ∧ ∃ t ∈ B y + ˙ t · ˙ Y ∈ N ⁡ A → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
161 102 160 biimtrid ⊢ φ ∧ a ∈ B → x ∈ Q ∧ y ∈ Q → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
162 161 exp4b ⊢ φ → a ∈ B → x ∈ Q → y ∈ Q → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
163 162 3imp2 ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ x ∈ Q ∧ y ∈ Q → a · ˙ x + ˙ y ∈ Q
164 75 76 77 78 79 80 14 81 163 islssd ⊢ φ → Q ∈ S
165 2 3 lspid ⊢ W ∈ LMod ∧ Q ∈ S → N ⁡ Q = Q
166 9 164 165 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Q = Q
167 74 166 sseqtrd ⊢ φ → N ⁡ A ∪ Y ⊆ Q
168 167 12 sseldd ⊢ φ → X ∈ Q
169 oveq1 ⊢ z = X → z + ˙ r · ˙ Y = X + ˙ r · ˙ Y
170 169 eleq1d ⊢ z = X → z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
171 170 rexbidv ⊢ z = X → ∃ r ∈ B z + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A ↔ ∃ r ∈ B X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
172 171 8 elrab2 ⊢ X ∈ Q ↔ X ∈ V ∧ ∃ r ∈ B X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
173 172 simprbi ⊢ X ∈ Q → ∃ r ∈ B X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A
174 168 173 syl ⊢ φ → ∃ r ∈ B X + ˙ r · ˙ Y ∈ N ⁡ A