Metamath Proof Explorer


Theorem hdmapglem7a

Description: Lemma for hdmapg . (Contributed by NM, 14-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses hdmapglem7.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
hdmapglem7.e โŠข ๐ธ = โŸจ ( I โ†พ ( Base โ€˜ ๐พ ) ) , ( I โ†พ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ
hdmapglem7.o โŠข ๐‘‚ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem7.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem7.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.q โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem7.a โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem7.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
hdmapglem7.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
Assertion hdmapglem7a ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hdmapglem7.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 hdmapglem7.e โŠข ๐ธ = โŸจ ( I โ†พ ( Base โ€˜ ๐พ ) ) , ( I โ†พ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ
3 hdmapglem7.o โŠข ๐‘‚ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 hdmapglem7.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
5 hdmapglem7.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
6 hdmapglem7.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
7 hdmapglem7.q โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
8 hdmapglem7.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
9 hdmapglem7.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
10 hdmapglem7.a โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐‘ˆ )
11 hdmapglem7.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
12 hdmapglem7.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
13 hdmapglem7.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
14 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
15 1 4 12 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
16 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐พ ) = ( Base โ€˜ ๐พ )
17 eqid โŠข ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) = ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
18 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
19 1 16 17 4 5 18 2 12 dvheveccl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) } ) )
20 19 eldifad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐‘‰ )
21 5 14 11 lspsncl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐ธ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
22 15 20 21 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
23 20 snssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐ธ } โІ ๐‘‰ )
24 1 4 3 5 11 12 23 dochocsp โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ) = ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) )
25 24 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ) ) = ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) )
26 1 4 3 5 11 12 20 dochocsn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) )
27 25 26 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) )
28 1 3 4 5 14 10 12 22 27 dochexmid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ) ) = ๐‘‰ )
29 24 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ) ) = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) )
30 28 29 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‰ = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) )
31 13 30 eleqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) )
32 14 lsssssubg โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) โІ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
33 15 32 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) โІ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
34 33 22 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
35 1 4 5 14 3 dochlss โŠข ( ( ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง { ๐ธ } โІ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
36 12 23 35 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
37 33 36 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
38 6 10 lsmelval โŠข ( ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) โ†” โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) )
39 34 37 38 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โŠ• ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ) โ†” โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) )
40 31 39 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) )
41 rexcom โŠข ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) )
42 df-rex โŠข ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) )
43 8 9 5 7 11 lspsnel โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐ธ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) ) )
44 15 20 43 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) ) )
45 44 anbi1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) ) )
46 r19.41v โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) )
47 45 46 bitr4di โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) ) )
48 47 exbidv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘Ž โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) ) )
49 rexcom4 โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘Ž โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) )
50 ovex โŠข ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆˆ V
51 oveq1 โŠข ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โ†’ ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )
52 51 eqeq2d โŠข ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โ†’ ( ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) ) )
53 50 52 ceqsexv โŠข ( โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )
54 53 rexbii โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )
55 49 54 bitr3i โŠข ( โˆƒ ๐‘Ž โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐‘Ž = ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )
56 48 55 bitrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ž ( ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆง ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) ) )
57 42 56 bitrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) ) )
58 57 rexbidv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) ) )
59 41 58 bitrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) ๐‘‹ = ( ๐‘Ž + ๐‘ข ) โ†” โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) ) )
60 40 59 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ข โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐‘‹ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐ธ ) + ๐‘ข ) )