Metamath Proof Explorer


Theorem lclkrlem2p

Description: Lemma for lclkr . When B is zero, X and Y must colinear, so their orthocomplements must be comparable. (Contributed by NM, 17-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lclkrlem2m.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.q โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘† )
lclkrlem2m.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
lclkrlem2m.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘† )
lclkrlem2m.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2m.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐ท )
lclkrlem2m.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
lclkrlem2m.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
lclkrlem2m.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐น )
lclkrlem2m.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
lclkrlem2n.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2n.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2o.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
lclkrlem2o.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lclkrlem2o.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lclkrlem2o.a โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐‘ˆ )
lclkrlem2o.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
lclkrlem2o.b โŠข ๐ต = ( ๐‘‹ โˆ’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) )
lclkrlem2o.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 )
lclkrlem2p.bn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) )
Assertion lclkrlem2p ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โІ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lclkrlem2m.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
2 lclkrlem2m.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
3 lclkrlem2m.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
4 lclkrlem2m.q โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘† )
5 lclkrlem2m.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
6 lclkrlem2m.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘† )
7 lclkrlem2m.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘ˆ )
8 lclkrlem2m.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
9 lclkrlem2m.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
10 lclkrlem2m.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐ท )
11 lclkrlem2m.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
12 lclkrlem2m.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
13 lclkrlem2m.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐น )
14 lclkrlem2m.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
15 lclkrlem2n.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
16 lclkrlem2n.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
17 lclkrlem2o.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
18 lclkrlem2o.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
19 lclkrlem2o.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
20 lclkrlem2o.a โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐‘ˆ )
21 lclkrlem2o.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
22 lclkrlem2o.b โŠข ๐ต = ( ๐‘‹ โˆ’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) )
23 lclkrlem2o.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 )
24 lclkrlem2p.bn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) )
25 17 19 21 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
26 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
27 1 26 15 lspsncl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
28 25 12 27 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
29 1 26 lssss โŠข ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โІ ๐‘‰ )
30 28 29 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โІ ๐‘‰ )
31 22 24 eqtr3id โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) )
32 3 lmodring โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
33 25 32 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
34 8 9 10 25 13 14 ldualvaddcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ + ๐บ ) โˆˆ ๐น )
35 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘† ) = ( Base โ€˜ ๐‘† )
36 3 35 1 8 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐ธ + ๐บ ) โˆˆ ๐น โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
37 25 34 11 36 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
38 17 19 21 dvhlvec โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
39 3 lvecdrng โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
40 38 39 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
41 3 35 1 8 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐ธ + ๐บ ) โˆˆ ๐น โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
42 25 34 12 41 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
43 35 5 6 drnginvrcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ DivRing โˆง ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
44 40 42 23 43 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
45 35 4 ringcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ Ring โˆง ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
46 33 37 44 45 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) )
47 1 3 2 35 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ )
48 25 46 12 47 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ )
49 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
50 1 49 7 lmodsubeq0 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘‹ โˆ’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†” ๐‘‹ = ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) ) )
51 25 11 48 50 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ โˆ’ ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†” ๐‘‹ = ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) ) )
52 31 51 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ = ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) )
53 52 sneqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘‹ } = { ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) } )
54 53 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) } ) )
55 3 35 1 2 15 lspsnvsi โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) } ) โІ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
56 25 46 12 55 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ( ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ร— ( ๐ผ โ€˜ ( ( ๐ธ + ๐บ ) โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ยท ๐‘Œ ) } ) โІ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
57 54 56 eqsstrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โІ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
58 17 19 1 18 dochss โŠข ( ( ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โІ ๐‘‰ โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โІ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โІ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) )
59 21 30 57 58 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โІ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) )
60 12 snssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘Œ } โІ ๐‘‰ )
61 17 19 18 1 15 21 60 dochocsp โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) = ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
62 11 snssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘‹ } โІ ๐‘‰ )
63 17 19 18 1 15 21 62 dochocsp โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) = ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
64 59 61 63 3sstr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โІ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )