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Theorem eqlkr3

Description: Two functionals with the same kernel are equal if they are equal at any nonzero value. (Contributed by NM, 2-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses eqlkr3.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑊 )
eqlkr3.s 𝑆 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
eqlkr3.r 𝑅 = ( Base ‘ 𝑆 )
eqlkr3.o 0 = ( 0g𝑆 )
eqlkr3.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
eqlkr3.k 𝐾 = ( LKer ‘ 𝑊 )
eqlkr3.w ( 𝜑𝑊 ∈ LVec )
eqlkr3.x ( 𝜑𝑋𝑉 )
eqlkr3.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
eqlkr3.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
eqlkr3.e ( 𝜑 → ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) )
eqlkr3.a ( 𝜑 → ( 𝐺𝑋 ) = ( 𝐻𝑋 ) )
eqlkr3.n ( 𝜑 → ( 𝐺𝑋 ) ≠ 0 )
Assertion eqlkr3 ( 𝜑𝐺 = 𝐻 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqlkr3.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝑊 )
2 eqlkr3.s 𝑆 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
3 eqlkr3.r 𝑅 = ( Base ‘ 𝑆 )
4 eqlkr3.o 0 = ( 0g𝑆 )
5 eqlkr3.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
6 eqlkr3.k 𝐾 = ( LKer ‘ 𝑊 )
7 eqlkr3.w ( 𝜑𝑊 ∈ LVec )
8 eqlkr3.x ( 𝜑𝑋𝑉 )
9 eqlkr3.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
10 eqlkr3.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
11 eqlkr3.e ( 𝜑 → ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) )
12 eqlkr3.a ( 𝜑 → ( 𝐺𝑋 ) = ( 𝐻𝑋 ) )
13 eqlkr3.n ( 𝜑 → ( 𝐺𝑋 ) ≠ 0 )
14 2 3 1 5 lflf ( ( 𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹 ) → 𝐺 : 𝑉𝑅 )
15 7 9 14 syl2anc ( 𝜑𝐺 : 𝑉𝑅 )
16 15 ffnd ( 𝜑𝐺 Fn 𝑉 )
17 2 3 1 5 lflf ( ( 𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐻𝐹 ) → 𝐻 : 𝑉𝑅 )
18 7 10 17 syl2anc ( 𝜑𝐻 : 𝑉𝑅 )
19 18 ffnd ( 𝜑𝐻 Fn 𝑉 )
20 eqid ( .r𝑆 ) = ( .r𝑆 )
21 2 3 20 1 5 6 eqlkr ( ( 𝑊 ∈ LVec ∧ ( 𝐺𝐹𝐻𝐹 ) ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) )
22 7 9 10 11 21 syl121anc ( 𝜑 → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) )
23 8 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑋𝑉 )
24 fveq2 ( 𝑥 = 𝑋 → ( 𝐻𝑥 ) = ( 𝐻𝑋 ) )
25 fveq2 ( 𝑥 = 𝑋 → ( 𝐺𝑥 ) = ( 𝐺𝑋 ) )
26 25 oveq1d ( 𝑥 = 𝑋 → ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) )
27 24 26 eqeq12d ( 𝑥 = 𝑋 → ( ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ↔ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
28 27 rspcv ( 𝑋𝑉 → ( ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
29 23 28 syl ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
30 12 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( 𝐺𝑋 ) = ( 𝐻𝑋 ) )
31 30 adantr ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( 𝐺𝑋 ) = ( 𝐻𝑋 ) )
32 simpr ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) )
33 31 32 eqtr2d ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( 𝐺𝑋 ) )
34 33 oveq2d ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) = ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) )
35 2 lvecdrng ( 𝑊 ∈ LVec → 𝑆 ∈ DivRing )
36 7 35 syl ( 𝜑𝑆 ∈ DivRing )
37 36 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑆 ∈ DivRing )
38 2 3 1 5 lflcl ( ( 𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹𝑋𝑉 ) → ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅 )
39 7 9 8 38 syl3anc ( 𝜑 → ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅 )
40 39 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅 )
41 13 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( 𝐺𝑋 ) ≠ 0 )
42 eqid ( 1r𝑆 ) = ( 1r𝑆 )
43 eqid ( invr𝑆 ) = ( invr𝑆 )
44 3 4 20 42 43 drnginvrl ( ( 𝑆 ∈ DivRing ∧ ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅 ∧ ( 𝐺𝑋 ) ≠ 0 ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) = ( 1r𝑆 ) )
45 37 40 41 44 syl3anc ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) = ( 1r𝑆 ) )
46 45 oveq1d ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( ( 1r𝑆 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) )
47 lveclmod ( 𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod )
48 7 47 syl ( 𝜑𝑊 ∈ LMod )
49 2 lmodring ( 𝑊 ∈ LMod → 𝑆 ∈ Ring )
50 48 49 syl ( 𝜑𝑆 ∈ Ring )
51 50 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑆 ∈ Ring )
52 3 4 43 drnginvrcl ( ( 𝑆 ∈ DivRing ∧ ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅 ∧ ( 𝐺𝑋 ) ≠ 0 ) → ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ∈ 𝑅 )
53 37 40 41 52 syl3anc ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ∈ 𝑅 )
54 simpr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑟𝑅 )
55 3 20 ringass ( ( 𝑆 ∈ Ring ∧ ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ∈ 𝑅 ∧ ( 𝐺𝑋 ) ∈ 𝑅𝑟𝑅 ) ) → ( ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
56 51 53 40 54 55 syl13anc ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
57 3 20 42 ringlidm ( ( 𝑆 ∈ Ring ∧ 𝑟𝑅 ) → ( ( 1r𝑆 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = 𝑟 )
58 51 54 57 syl2anc ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( 1r𝑆 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = 𝑟 )
59 46 56 58 3eqtr3d ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) = 𝑟 )
60 59 adantr ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) = 𝑟 )
61 45 adantr ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → ( ( ( invr𝑆 ) ‘ ( 𝐺𝑋 ) ) ( .r𝑆 ) ( 𝐺𝑋 ) ) = ( 1r𝑆 ) )
62 34 60 61 3eqtr3d ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) → 𝑟 = ( 1r𝑆 ) )
63 62 ex ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ( 𝐻𝑋 ) = ( ( 𝐺𝑋 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ) )
64 29 63 syld ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ) )
65 64 ancrd ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ∧ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) ) )
66 65 reximdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) → ∃ 𝑟𝑅 ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ∧ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) ) )
67 22 66 mpd ( 𝜑 → ∃ 𝑟𝑅 ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ∧ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) )
68 3 42 ringidcl ( 𝑆 ∈ Ring → ( 1r𝑆 ) ∈ 𝑅 )
69 50 68 syl ( 𝜑 → ( 1r𝑆 ) ∈ 𝑅 )
70 oveq2 ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) → ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) )
71 70 eqeq2d ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) → ( ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ↔ ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) ) )
72 71 ralbidv ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) → ( ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ↔ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) ) )
73 72 ceqsrexv ( ( 1r𝑆 ) ∈ 𝑅 → ( ∃ 𝑟𝑅 ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ∧ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) ) )
74 69 73 syl ( 𝜑 → ( ∃ 𝑟𝑅 ( 𝑟 = ( 1r𝑆 ) ∧ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) 𝑟 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) ) )
75 67 74 mpbid ( 𝜑 → ∀ 𝑥𝑉 ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) )
76 75 r19.21bi ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → ( 𝐻𝑥 ) = ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) )
77 48 adantr ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → 𝑊 ∈ LMod )
78 77 49 syl ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → 𝑆 ∈ Ring )
79 7 adantr ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → 𝑊 ∈ LVec )
80 9 adantr ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → 𝐺𝐹 )
81 simpr ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → 𝑥𝑉 )
82 2 3 1 5 lflcl ( ( 𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐺𝐹𝑥𝑉 ) → ( 𝐺𝑥 ) ∈ 𝑅 )
83 79 80 81 82 syl3anc ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → ( 𝐺𝑥 ) ∈ 𝑅 )
84 3 20 42 ringridm ( ( 𝑆 ∈ Ring ∧ ( 𝐺𝑥 ) ∈ 𝑅 ) → ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) = ( 𝐺𝑥 ) )
85 78 83 84 syl2anc ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → ( ( 𝐺𝑥 ) ( .r𝑆 ) ( 1r𝑆 ) ) = ( 𝐺𝑥 ) )
86 76 85 eqtr2d ( ( 𝜑𝑥𝑉 ) → ( 𝐺𝑥 ) = ( 𝐻𝑥 ) )
87 16 19 86 eqfnfvd ( 𝜑𝐺 = 𝐻 )