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Theorem dochexmidlem8

Description: Lemma for dochexmid . The contradiction of dochexmidlem6 and dochexmidlem7 shows that there can be no atom p that is not in X + ( ._|_X ) , which is therefore the whole atom space. (Contributed by NM, 15-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses dochexmidlem1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
dochexmidlem1.o = ( ( ocH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
dochexmidlem1.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
dochexmidlem1.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑈 )
dochexmidlem1.s 𝑆 = ( LSubSp ‘ 𝑈 )
dochexmidlem1.n 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑈 )
dochexmidlem1.p = ( LSSum ‘ 𝑈 )
dochexmidlem1.a 𝐴 = ( LSAtoms ‘ 𝑈 )
dochexmidlem1.k ( 𝜑 → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
dochexmidlem1.x ( 𝜑𝑋𝑆 )
dochexmidlem8.z 0 = ( 0g𝑈 )
dochexmidlem8.xn ( 𝜑𝑋 ≠ { 0 } )
dochexmidlem8.c ( 𝜑 → ( ‘ ( 𝑋 ) ) = 𝑋 )
Assertion dochexmidlem8 ( 𝜑 → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) = 𝑉 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dochexmidlem1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
2 dochexmidlem1.o = ( ( ocH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
3 dochexmidlem1.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
4 dochexmidlem1.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑈 )
5 dochexmidlem1.s 𝑆 = ( LSubSp ‘ 𝑈 )
6 dochexmidlem1.n 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑈 )
7 dochexmidlem1.p = ( LSSum ‘ 𝑈 )
8 dochexmidlem1.a 𝐴 = ( LSAtoms ‘ 𝑈 )
9 dochexmidlem1.k ( 𝜑 → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
10 dochexmidlem1.x ( 𝜑𝑋𝑆 )
11 dochexmidlem8.z 0 = ( 0g𝑈 )
12 dochexmidlem8.xn ( 𝜑𝑋 ≠ { 0 } )
13 dochexmidlem8.c ( 𝜑 → ( ‘ ( 𝑋 ) ) = 𝑋 )
14 nonconne ¬ ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 )
15 1 3 9 dvhlmod ( 𝜑𝑈 ∈ LMod )
16 4 5 lssss ( 𝑋𝑆𝑋𝑉 )
17 10 16 syl ( 𝜑𝑋𝑉 )
18 1 3 4 5 2 dochlss ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑋𝑉 ) → ( 𝑋 ) ∈ 𝑆 )
19 9 17 18 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑋 ) ∈ 𝑆 )
20 5 7 lsmcl ( ( 𝑈 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑆 ∧ ( 𝑋 ) ∈ 𝑆 ) → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ∈ 𝑆 )
21 15 10 19 20 syl3anc ( 𝜑 → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ∈ 𝑆 )
22 4 5 lssss ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ∈ 𝑆 → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 )
23 21 22 syl ( 𝜑 → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 )
24 15 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) ) → 𝑈 ∈ LMod )
25 21 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) ) → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ∈ 𝑆 )
26 4 5 lss1 ( 𝑈 ∈ LMod → 𝑉𝑆 )
27 15 26 syl ( 𝜑𝑉𝑆 )
28 27 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) ) → 𝑉𝑆 )
29 df-pss ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊊ 𝑉 ↔ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) )
30 29 biimpri ( ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊊ 𝑉 )
31 30 adantl ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) ) → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊊ 𝑉 )
32 5 8 24 25 28 31 lpssat ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) ) → ∃ 𝑝𝐴 ( 𝑝𝑉 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) )
33 32 ex ( 𝜑 → ( ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) → ∃ 𝑝𝐴 ( 𝑝𝑉 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) ) )
34 9 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
35 10 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → 𝑋𝑆 )
36 simp2 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → 𝑝𝐴 )
37 eqid ( 𝑋 𝑝 ) = ( 𝑋 𝑝 )
38 12 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → 𝑋 ≠ { 0 } )
39 13 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( ‘ ( 𝑋 ) ) = 𝑋 )
40 simp3 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) )
41 1 2 3 4 5 6 7 8 34 35 36 11 37 38 39 40 dochexmidlem6 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( 𝑋 𝑝 ) = 𝑋 )
42 1 2 3 4 5 6 7 8 34 35 36 11 37 38 39 40 dochexmidlem7 ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( 𝑋 𝑝 ) ≠ 𝑋 )
43 41 42 pm2.21ddne ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) )
44 43 3adant3l ( ( 𝜑𝑝𝐴 ∧ ( 𝑝𝑉 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) ) → ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) )
45 44 rexlimdv3a ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝𝐴 ( 𝑝𝑉 ∧ ¬ 𝑝 ⊆ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ) → ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) ) )
46 33 45 syld ( 𝜑 → ( ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ⊆ 𝑉 ∧ ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 ) → ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) ) )
47 23 46 mpand ( 𝜑 → ( ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) ≠ 𝑉 → ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) ) )
48 47 necon1bd ( 𝜑 → ( ¬ ( 𝑋 = 𝑋𝑋𝑋 ) → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) = 𝑉 ) )
49 14 48 mpi ( 𝜑 → ( 𝑋 ( 𝑋 ) ) = 𝑉 )