Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem14

Description: Lemma for lcfr . (Contributed by NM, 10-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcf1o.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
lcf1o.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcf1o.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcf1o.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
lcf1o.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
lcf1o.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐ท )
lcf1o.c โŠข ๐ถ = { ๐‘“ โˆˆ ๐น โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) }
lcf1o.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) ) ) )
lcflo.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
lcfrlem10.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
lcfrlem14.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion lcfrlem14 ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcf1o.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 lcf1o.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
3 lcf1o.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 lcf1o.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
5 lcf1o.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
6 lcf1o.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
7 lcf1o.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
8 lcf1o.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
9 lcf1o.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
10 lcf1o.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
11 lcf1o.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
12 lcf1o.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
13 lcf1o.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐ท )
14 lcf1o.c โŠข ๐ถ = { ๐‘“ โˆˆ ๐น โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) }
15 lcf1o.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) ) ) )
16 lcflo.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
17 lcfrlem10.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
18 lcfrlem14.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 lcfrlem11 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
20 17 eldifad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
21 20 snssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘‹ } โІ ๐‘‰ )
22 1 3 2 4 18 16 21 dochocsp โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) = ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
23 19 22 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) )
24 23 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) = ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) ) )
25 eqid โŠข ( ( DIsoH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) = ( ( DIsoH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
26 1 3 4 18 25 dihlsprn โŠข ( ( ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ran ( ( DIsoH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) )
27 16 20 26 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ran ( ( DIsoH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) )
28 1 25 2 dochoc โŠข ( ( ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ran ( ( DIsoH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
29 16 27 28 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
30 24 29 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )