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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 𝑆 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
lkrss2.r 𝑅 = ( Base ‘ 𝑆 )
lkrss2.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
lkrss2.k 𝐾 = ( LKer ‘ 𝑊 )
lkrss2.d 𝐷 = ( LDual ‘ 𝑊 )
lkrss2.t · = ( ·𝑠𝐷 )
lkrss2.w ( 𝜑𝑊 ∈ LVec )
lkrss2.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
lkrss2.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
Assertion lkrss2N ( 𝜑 → ( ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ↔ ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lkrss2.s 𝑆 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
2 lkrss2.r 𝑅 = ( Base ‘ 𝑆 )
3 lkrss2.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
4 lkrss2.k 𝐾 = ( LKer ‘ 𝑊 )
5 lkrss2.d 𝐷 = ( LDual ‘ 𝑊 )
6 lkrss2.t · = ( ·𝑠𝐷 )
7 lkrss2.w ( 𝜑𝑊 ∈ LVec )
8 lkrss2.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
9 lkrss2.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
10 sspss ( ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ↔ ( ( 𝐾𝐺 ) ⊊ ( 𝐾𝐻 ) ∨ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) )
11 eqid ( 0g𝐷 ) = ( 0g𝐷 )
12 3 4 5 11 7 8 9 lkrpssN ( 𝜑 → ( ( 𝐾𝐺 ) ⊊ ( 𝐾𝐻 ) ↔ ( 𝐺 ≠ ( 0g𝐷 ) ∧ 𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) ) )
13 lveclmod ( 𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod )
14 7 13 syl ( 𝜑𝑊 ∈ LMod )
15 eqid ( 0g𝑆 ) = ( 0g𝑆 )
16 1 2 15 lmod0cl ( 𝑊 ∈ LMod → ( 0g𝑆 ) ∈ 𝑅 )
17 14 16 syl ( 𝜑 → ( 0g𝑆 ) ∈ 𝑅 )
18 17 adantr ( ( 𝜑𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → ( 0g𝑆 ) ∈ 𝑅 )
19 simpr ( ( 𝜑𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → 𝐻 = ( 0g𝐷 ) )
20 3 1 15 5 6 11 14 8 ldual0vs ( 𝜑 → ( ( 0g𝑆 ) · 𝐺 ) = ( 0g𝐷 ) )
21 20 adantr ( ( 𝜑𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → ( ( 0g𝑆 ) · 𝐺 ) = ( 0g𝐷 ) )
22 19 21 eqtr4d ( ( 𝜑𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → 𝐻 = ( ( 0g𝑆 ) · 𝐺 ) )
23 oveq1 ( 𝑟 = ( 0g𝑆 ) → ( 𝑟 · 𝐺 ) = ( ( 0g𝑆 ) · 𝐺 ) )
24 23 rspceeqv ( ( ( 0g𝑆 ) ∈ 𝑅𝐻 = ( ( 0g𝑆 ) · 𝐺 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
25 18 22 24 syl2anc ( ( 𝜑𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
26 25 ex ( 𝜑 → ( 𝐻 = ( 0g𝐷 ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )
27 26 adantld ( 𝜑 → ( ( 𝐺 ≠ ( 0g𝐷 ) ∧ 𝐻 = ( 0g𝐷 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )
28 12 27 sylbid ( 𝜑 → ( ( 𝐾𝐺 ) ⊊ ( 𝐾𝐻 ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )
29 28 imp ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) ⊊ ( 𝐾𝐻 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
30 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → 𝑊 ∈ LVec )
31 8 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → 𝐺𝐹 )
32 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → 𝐻𝐹 )
33 simpr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) )
34 1 2 3 4 5 6 30 31 32 33 eqlkr4 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
35 29 34 jaodan ( ( 𝜑 ∧ ( ( 𝐾𝐺 ) ⊊ ( 𝐾𝐻 ) ∨ ( 𝐾𝐺 ) = ( 𝐾𝐻 ) ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
36 10 35 sylan2b ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) )
37 7 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑊 ∈ LVec )
38 8 adantr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝐺𝐹 )
39 simpr ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → 𝑟𝑅 )
40 1 2 3 4 5 6 37 38 39 lkrss ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾 ‘ ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )
41 40 ex ( 𝜑 → ( 𝑟𝑅 → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾 ‘ ( 𝑟 · 𝐺 ) ) ) )
42 fveq2 ( 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) → ( 𝐾𝐻 ) = ( 𝐾 ‘ ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )
43 42 sseq2d ( 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) → ( ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ↔ ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾 ‘ ( 𝑟 · 𝐺 ) ) ) )
44 43 biimprcd ( ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾 ‘ ( 𝑟 · 𝐺 ) ) → ( 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ) )
45 41 44 syl6 ( 𝜑 → ( 𝑟𝑅 → ( 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ) ) )
46 45 rexlimdv ( 𝜑 → ( ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ) )
47 46 imp ( ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) → ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) )
48 36 47 impbida ( 𝜑 → ( ( 𝐾𝐺 ) ⊆ ( 𝐾𝐻 ) ↔ ∃ 𝑟𝑅 𝐻 = ( 𝑟 · 𝐺 ) ) )