Metamath Proof Explorer


Theorem lkrss2N

Description: Two functionals with kernels in a subset relationship. (Contributed by NM, 17-Feb-2015) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses lkrss2.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lkrss2.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
lkrss2.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
lkrss2.k โŠข ๐พ = ( LKer โ€˜ ๐‘Š )
lkrss2.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘Š )
lkrss2.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท )
lkrss2.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
lkrss2.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
lkrss2.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
Assertion lkrss2N ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†” โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lkrss2.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 lkrss2.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
3 lkrss2.f โŠข ๐น = ( LFnl โ€˜ ๐‘Š )
4 lkrss2.k โŠข ๐พ = ( LKer โ€˜ ๐‘Š )
5 lkrss2.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘Š )
6 lkrss2.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ท )
7 lkrss2.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
8 lkrss2.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
9 lkrss2.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
10 sspss โŠข ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†” ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠŠ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โˆจ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) )
11 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐ท ) = ( 0g โ€˜ ๐ท )
12 3 4 5 11 7 8 9 lkrpssN โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠŠ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†” ( ๐บ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) ) )
13 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
14 7 13 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
15 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘† ) = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
16 1 2 15 lmod0cl โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘… )
17 14 16 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘… )
18 17 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘… )
19 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) )
20 3 1 15 5 6 11 14 8 ldual0vs โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ยท ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐ท ) )
21 20 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ยท ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐ท ) )
22 19 21 eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ ๐ป = ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ยท ๐บ ) )
23 oveq1 โŠข ( ๐‘Ÿ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) = ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ยท ๐บ ) )
24 23 rspceeqv โŠข ( ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘… โˆง ๐ป = ( ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ยท ๐บ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
25 18 22 24 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
26 25 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )
27 26 adantld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐ป = ( 0g โ€˜ ๐ท ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )
28 12 27 sylbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠŠ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )
29 28 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠŠ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
30 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
31 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
32 9 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ ๐ป โˆˆ ๐น )
33 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) )
34 1 2 3 4 5 6 30 31 32 33 eqlkr4 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
35 29 34 jaodan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠŠ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โˆจ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) = ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
36 10 35 sylan2b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) )
37 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
38 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ) โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
39 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… )
40 1 2 3 4 5 6 37 38 39 lkrss โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )
41 40 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) ) )
42 fveq2 โŠข ( ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) = ( ๐พ โ€˜ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )
43 42 sseq2d โŠข ( ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) โ†’ ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†” ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) ) )
44 43 biimprcd โŠข ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) โ†’ ( ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) )
45 41 44 syl6 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… โ†’ ( ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) ) )
46 45 rexlimdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) ) )
47 46 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) )
48 36 47 impbida โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ โ€˜ ๐บ ) โŠ† ( ๐พ โ€˜ ๐ป ) โ†” โˆƒ ๐‘Ÿ โˆˆ ๐‘… ๐ป = ( ๐‘Ÿ ยท ๐บ ) ) )