Metamath Proof Explorer


Theorem lkrscss

Description: The kernel of a scalar product of a functional includes the kernel of the functional. (The inclusion is proper for the zero product and equality otherwise.) (Contributed by NM, 9-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses lkrsc.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lkrsc.d โŠข ๐ท = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lkrsc.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐ท )
lkrsc.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐ท )
lkrsc.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
lkrsc.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘Š )
lkrsc.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
lkrsc.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
lkrsc.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ ๐พ )
Assertion lkrscss ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lkrsc.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lkrsc.d โŠข ๐ท = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
3 lkrsc.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐ท )
4 lkrsc.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐ท )
5 lkrsc.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
6 lkrsc.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘Š )
7 lkrsc.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
8 lkrsc.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
9 lkrsc.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ ๐พ )
10 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
11 7 10 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
12 1 5 6 11 8 lkrssv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ๐‘‰ )
13 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐ท ) = ( 0g โ€˜ ๐ท )
14 1 2 5 3 4 13 11 8 lfl0sc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) = ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) )
15 14 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) )
16 eqid โŠข ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) = ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } )
17 2 13 1 5 lfl0f โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) โˆˆ ๐น )
18 2 13 1 5 6 lkr0f โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) โˆˆ ๐น ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) = ๐‘‰ โ†” ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) = ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) )
19 11 17 18 syl2anc2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) = ๐‘‰ โ†” ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) = ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) )
20 16 19 mpbiri โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) = ๐‘‰ )
21 15 20 eqtr2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‰ = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) )
22 12 21 sseqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) )
23 22 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) )
24 sneq โŠข ( ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) โ†’ { ๐‘… } = { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } )
25 24 xpeq2d โŠข ( ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) โ†’ ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) = ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) )
26 25 oveq2d โŠข ( ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) = ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) )
27 26 fveq2d โŠข ( ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) )
28 27 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ( 0g โ€˜ ๐ท ) } ) ) ) )
29 23 28 sseqtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) )
30 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
31 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
32 9 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ ๐พ )
33 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) )
34 1 2 3 4 5 6 30 31 32 13 33 lkrsc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) )
35 eqimss2 โŠข ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) )
36 34 35 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘… โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) )
37 29 36 pm2.61dane โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐บ ) โІ ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐บ โˆ˜f ยท ( ๐‘‰ ร— { ๐‘… } ) ) ) )