Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem8

Description: Lemma for lcf1o and lcfr . (Contributed by NM, 21-Feb-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 ) )
lcfrlem8.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
Assertion lcfrlem8 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท 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 lcfrlem8.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
18 sneq โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ { ๐‘ฅ } = { ๐‘‹ } )
19 18 fveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) = ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
20 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) )
21 20 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) )
22 21 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) )
23 19 22 rexeqbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) )
24 23 riotabidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) ) = ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) )
25 24 mpteq2dv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( 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 ) ) ) ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) ) )
26 25 15 4 mptfvmpt โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) ) )
27 17 26 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) ) ) )