Metamath Proof Explorer


Theorem dihlsprn

Description: The span of a vector belongs to the range of isomorphism H. (Contributed by NM, 27-Apr-2014)

Ref Expression
Hypotheses dihlsprn.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
dihlsprn.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
dihlsprn.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑈 )
dihlsprn.n 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑈 )
dihlsprn.i 𝐼 = ( ( DIsoH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
Assertion dihlsprn ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ran 𝐼 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dihlsprn.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
2 dihlsprn.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
3 dihlsprn.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑈 )
4 dihlsprn.n 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑈 )
5 dihlsprn.i 𝐼 = ( ( DIsoH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
6 simpr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → 𝑋 = ( 0g𝑈 ) )
7 6 sneqd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → { 𝑋 } = { ( 0g𝑈 ) } )
8 7 fveq2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) = ( 𝑁 ‘ { ( 0g𝑈 ) } ) )
9 simpll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
10 1 2 9 dvhlmod ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → 𝑈 ∈ LMod )
11 eqid ( 0g𝑈 ) = ( 0g𝑈 )
12 11 4 lspsn0 ( 𝑈 ∈ LMod → ( 𝑁 ‘ { ( 0g𝑈 ) } ) = { ( 0g𝑈 ) } )
13 10 12 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { ( 0g𝑈 ) } ) = { ( 0g𝑈 ) } )
14 8 13 eqtrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) = { ( 0g𝑈 ) } )
15 1 5 2 11 dih0rn ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) → { ( 0g𝑈 ) } ∈ ran 𝐼 )
16 15 ad2antrr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → { ( 0g𝑈 ) } ∈ ran 𝐼 )
17 14 16 eqeltrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 = ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ran 𝐼 )
18 simpll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
19 1 2 18 dvhlmod ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → 𝑈 ∈ LMod )
20 simplr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → 𝑋𝑉 )
21 simpr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) )
22 eqid ( LSAtoms ‘ 𝑈 ) = ( LSAtoms ‘ 𝑈 )
23 3 4 11 22 lsatlspsn2 ( ( 𝑈 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ( LSAtoms ‘ 𝑈 ) )
24 19 20 21 23 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ( LSAtoms ‘ 𝑈 ) )
25 1 2 5 22 dih1dimat ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ( LSAtoms ‘ 𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ran 𝐼 )
26 18 24 25 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) ∧ 𝑋 ≠ ( 0g𝑈 ) ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ran 𝐼 )
27 17 26 pm2.61dane ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∈ ran 𝐼 )