Metamath Proof Explorer


Theorem islindf2

Description: Property of an independent family of vectors with prior constrained domain and codomain. (Contributed by Stefan O'Rear, 26-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses islindf.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
islindf.v โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
islindf.k โŠข ๐พ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
islindf.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
islindf.n โŠข ๐‘ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
islindf.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
Assertion islindf2 ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ๐น LIndF ๐‘Š โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 islindf.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 islindf.v โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
3 islindf.k โŠข ๐พ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
4 islindf.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
5 islindf.n โŠข ๐‘ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
6 islindf.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
7 simp1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ )
8 simp3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต )
9 simp2 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ )
10 8 9 fexd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ๐น โˆˆ V )
11 1 2 3 4 5 6 islindf โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐น โˆˆ V ) โ†’ ( ๐น LIndF ๐‘Š โ†” ( ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐น โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) ) )
12 7 10 11 syl2anc โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ๐น LIndF ๐‘Š โ†” ( ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐น โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) ) )
13 ffdm โŠข ( ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต โ†’ ( ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต โˆง dom ๐น โŠ† ๐ผ ) )
14 13 simpld โŠข ( ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต โ†’ ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต )
15 14 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต )
16 15 biantrurd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐น โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โ†” ( ๐น : dom ๐น โŸถ ๐ต โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐น โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) ) )
17 fdm โŠข ( ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต โ†’ dom ๐น = ๐ผ )
18 17 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ dom ๐น = ๐ผ )
19 18 difeq1d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) = ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) )
20 19 imaeq2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) = ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
21 20 fveq2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) = ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) )
22 21 eleq2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โ†” ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
23 22 notbid โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โ†” ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
24 23 ralbidv โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
25 18 24 raleqbidv โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐น โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( dom ๐น โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
26 12 16 25 3bitr2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ ๐‘Œ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐น : ๐ผ โŸถ ๐ต ) โ†’ ( ๐น LIndF ๐‘Š โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ โˆ– { 0 } ) ยฌ ( ๐‘˜ ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐พ โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐ผ โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )