Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem26

Description: Lemma for lcfr . Special case of lcfrlem36 when ( ( JY )I ) is zero. (Contributed by NM, 11-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcfrlem17.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
lcfrlem17.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcfrlem17.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcfrlem17.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.a โŠข ๐ด = ( LSAtoms โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
lcfrlem17.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
lcfrlem17.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
lcfrlem17.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
lcfrlem22.b โŠข ๐ต = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) )
lcfrlem24.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem24.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem24.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem24.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem24.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 ) ) ) ) )
lcfrlem24.ib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐ต )
lcfrlem24.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem25.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem25.jz โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) = ๐‘„ )
lcfrlem25.in โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โ‰  0 )
Assertion lcfrlem26 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfrlem17.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 lcfrlem17.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
3 lcfrlem17.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 lcfrlem17.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
5 lcfrlem17.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
6 lcfrlem17.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
7 lcfrlem17.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
8 lcfrlem17.a โŠข ๐ด = ( LSAtoms โ€˜ ๐‘ˆ )
9 lcfrlem17.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
10 lcfrlem17.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
11 lcfrlem17.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
12 lcfrlem17.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
13 lcfrlem22.b โŠข ๐ต = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) )
14 lcfrlem24.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
15 lcfrlem24.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
16 lcfrlem24.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
17 lcfrlem24.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
18 lcfrlem24.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 ) ) ) ) )
19 lcfrlem24.ib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐ต )
20 lcfrlem24.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
21 lcfrlem25.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
22 lcfrlem25.jz โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) = ๐‘„ )
23 lcfrlem25.in โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โ‰  0 )
24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 lcfrlem17 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
25 24 eldifad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ )
26 1 3 2 4 7 9 25 dochocsn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) ) = ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) )
27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 lcfrlem25 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
28 27 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) ) = ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
29 26 28 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) = ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
30 eqimss โŠข ( ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) = ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) โŠ† ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
31 29 30 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) โŠ† ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
32 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
33 1 3 9 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
34 eqid โŠข ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
35 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐ท ) = ( 0g โ€˜ ๐ท )
36 eqid โŠข { ๐‘“ โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) } = { ๐‘“ โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) }
37 1 2 3 4 5 14 15 17 6 34 20 21 35 36 18 9 11 lcfrlem10 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) )
38 4 34 20 33 37 lkrssv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โŠ† ๐‘‰ )
39 1 3 4 32 2 dochlss โŠข ( ( ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โŠ† ๐‘‰ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
40 9 38 39 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
41 4 32 7 33 40 25 lspsnel5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) โŠ† ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) )
42 31 41 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )