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Theorem mapdlsm

Description: Subspace sum is preserved by the map defined by df-mapd . Part of property (e) in Baer p. 40. (Contributed by NM, 13-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses mapdlsm.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
mapdlsm.m ⊢ M = mapd ⁡ K ⁡ W
mapdlsm.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
mapdlsm.s ⊢ S = LSubSp ⁡ U
mapdlsm.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
mapdlsm.c ⊢ C = LCDual ⁡ K ⁡ W
mapdlsm.q ⊢ ✚ ˙ = LSSum ⁡ C
mapdlsm.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
mapdlsm.x ⊢ φ → X ∈ S
mapdlsm.y ⊢ φ → Y ∈ S
Assertion mapdlsm ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y = M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mapdlsm.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 mapdlsm.m ⊢ M = mapd ⁡ K ⁡ W
3 mapdlsm.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
4 mapdlsm.s ⊢ S = LSubSp ⁡ U
5 mapdlsm.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
6 mapdlsm.c ⊢ C = LCDual ⁡ K ⁡ W
7 mapdlsm.q ⊢ ✚ ˙ = LSSum ⁡ C
8 mapdlsm.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
9 mapdlsm.x ⊢ φ → X ∈ S
10 mapdlsm.y ⊢ φ → Y ∈ S
11 1 6 8 lcdlmod ⊢ φ → C ∈ LMod
12 eqid ⊢ LSubSp ⁡ C = LSubSp ⁡ C
13 12 lsssssubg ⊢ C ∈ LMod → LSubSp ⁡ C ⊆ SubGrp ⁡ C
14 11 13 syl ⊢ φ → LSubSp ⁡ C ⊆ SubGrp ⁡ C
15 1 2 3 4 6 12 8 9 mapdcl2 ⊢ φ → M ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ C
16 14 15 sseldd ⊢ φ → M ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ C
17 1 2 3 4 6 12 8 10 mapdcl2 ⊢ φ → M ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ C
18 14 17 sseldd ⊢ φ → M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ C
19 7 lsmub1 ⊢ M ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ C ∧ M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ C → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
20 16 18 19 syl2anc ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
21 1 2 3 4 8 9 mapdcl ⊢ φ → M ⁡ X ∈ ran ⁡ M
22 1 2 3 4 8 10 mapdcl ⊢ φ → M ⁡ Y ∈ ran ⁡ M
23 1 2 3 6 7 8 21 22 mapdlsmcl ⊢ φ → M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∈ ran ⁡ M
24 1 2 8 23 mapdcnvid2 ⊢ φ → M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y = M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
25 20 24 sseqtrrd ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
26 1 2 3 4 8 23 mapdcnvcl ⊢ φ → M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∈ S
27 1 3 4 2 8 9 26 mapdord ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ↔ X ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
28 25 27 mpbid ⊢ φ → X ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
29 7 lsmub2 ⊢ M ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ C ∧ M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ C → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
30 16 18 29 syl2anc ⊢ φ → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
31 30 24 sseqtrrd ⊢ φ → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
32 1 3 4 2 8 10 26 mapdord ⊢ φ → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ↔ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
33 31 32 mpbid ⊢ φ → Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
34 1 3 8 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
35 4 lsssssubg ⊢ U ∈ LMod → S ⊆ SubGrp ⁡ U
36 34 35 syl ⊢ φ → S ⊆ SubGrp ⁡ U
37 36 9 sseldd ⊢ φ → X ∈ SubGrp ⁡ U
38 36 10 sseldd ⊢ φ → Y ∈ SubGrp ⁡ U
39 36 26 sseldd ⊢ φ → M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U
40 5 lsmlub ⊢ X ∈ SubGrp ⁡ U ∧ Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ U → X ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∧ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ↔ X ⊕ ˙ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
41 37 38 39 40 syl3anc ⊢ φ → X ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ∧ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ↔ X ⊕ ˙ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
42 28 33 41 mpbi2and ⊢ φ → X ⊕ ˙ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
43 4 5 lsmcl ⊢ U ∈ LMod ∧ X ∈ S ∧ Y ∈ S → X ⊕ ˙ Y ∈ S
44 34 9 10 43 syl3anc ⊢ φ → X ⊕ ˙ Y ∈ S
45 1 3 4 2 8 44 26 mapdord ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ↔ X ⊕ ˙ Y ⊆ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
46 42 45 mpbird ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y ⊆ M ⁡ M -1 ⁡ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
47 46 24 sseqtrd ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y ⊆ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y
48 5 lsmub1 ⊢ X ∈ SubGrp ⁡ U ∧ Y ∈ SubGrp ⁡ U → X ⊆ X ⊕ ˙ Y
49 37 38 48 syl2anc ⊢ φ → X ⊆ X ⊕ ˙ Y
50 1 3 4 2 8 9 44 mapdord ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ↔ X ⊆ X ⊕ ˙ Y
51 49 50 mpbird ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y
52 5 lsmub2 ⊢ X ∈ SubGrp ⁡ U ∧ Y ∈ SubGrp ⁡ U → Y ⊆ X ⊕ ˙ Y
53 37 38 52 syl2anc ⊢ φ → Y ⊆ X ⊕ ˙ Y
54 1 3 4 2 8 10 44 mapdord ⊢ φ → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ↔ Y ⊆ X ⊕ ˙ Y
55 53 54 mpbird ⊢ φ → M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y
56 1 2 3 4 6 12 8 44 mapdcl2 ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y ∈ LSubSp ⁡ C
57 14 56 sseldd ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ C
58 7 lsmlub ⊢ M ⁡ X ∈ SubGrp ⁡ C ∧ M ⁡ Y ∈ SubGrp ⁡ C ∧ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ∈ SubGrp ⁡ C → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ∧ M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ↔ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y
59 16 18 57 58 syl3anc ⊢ φ → M ⁡ X ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ∧ M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y ↔ M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y
60 51 55 59 mpbi2and ⊢ φ → M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y ⊆ M ⁡ X ⊕ ˙ Y
61 47 60 eqssd ⊢ φ → M ⁡ X ⊕ ˙ Y = M ⁡ X ✚ ˙ M ⁡ Y