Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem3

Description: Lemma for lcfr . (Contributed by NM, 27-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcfrlem1.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem1.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem1.q โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem1.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem1.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem1.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem1.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem1.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท )
lcfrlem1.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐ท )
lcfrlem1.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
lcfrlem1.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐น )
lcfrlem1.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
lcfrlem1.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
lcfrlem1.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โ‰  0 )
lcfrlem1.h โŠข ๐ป = ( ๐ธ โˆ’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ยท ๐บ ) )
lcfrlem2.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion lcfrlem3 ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐ฟ โ€˜ ๐ป ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfrlem1.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
2 lcfrlem1.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
3 lcfrlem1.q โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘† )
4 lcfrlem1.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
5 lcfrlem1.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘† )
6 lcfrlem1.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
7 lcfrlem1.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
8 lcfrlem1.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท )
9 lcfrlem1.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐ท )
10 lcfrlem1.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
11 lcfrlem1.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐น )
12 lcfrlem1.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
13 lcfrlem1.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
14 lcfrlem1.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โ‰  0 )
15 lcfrlem1.h โŠข ๐ป = ( ๐ธ โˆ’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ยท ๐บ ) )
16 lcfrlem2.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 lcfrlem1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘‹ ) = 0 )
18 lveclmod โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
19 10 18 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
20 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘† ) = ( Base โ€˜ ๐‘† )
21 2 lmodring โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
22 19 21 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
23 2 lvecdrng โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
24 10 23 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
25 2 20 1 6 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โˆง ๐บ โˆˆ ๐น โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
26 10 12 13 25 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
27 20 4 5 drnginvrcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ DivRing โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
28 24 26 14 27 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
29 2 20 1 6 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โˆง ๐ธ โˆˆ ๐น โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
30 10 11 13 29 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
31 20 3 ringcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ Ring โˆง ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
32 22 28 30 31 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
33 6 2 20 7 8 19 32 12 ldualvscl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ยท ๐บ ) โˆˆ ๐น )
34 6 7 9 19 11 33 ldualvsubcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โˆ’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ยท ๐บ ) ) โˆˆ ๐น )
35 15 34 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
36 1 2 4 6 16 10 35 13 ellkr2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( ๐ฟ โ€˜ ๐ป ) โ†” ( ๐ป โ€˜ ๐‘‹ ) = 0 ) )
37 17 36 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐ฟ โ€˜ ๐ป ) )