Metamath Proof Explorer


Theorem lvecvs0or

Description: If a scalar product is zero, one of its factors must be zero. ( hvmul0or analog.) (Contributed by NM, 2-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses lvecmul0or.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lvecmul0or.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lvecmul0or.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lvecmul0or.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
lvecmul0or.o โŠข ๐‘‚ = ( 0g โ€˜ ๐น )
lvecmul0or.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
lvecmul0or.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
lvecmul0or.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
lvecmul0or.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
Assertion lvecvs0or ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†” ( ๐ด = ๐‘‚ โˆจ ๐‘‹ = 0 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lvecmul0or.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lvecmul0or.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
3 lvecmul0or.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
4 lvecmul0or.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
5 lvecmul0or.o โŠข ๐‘‚ = ( 0g โ€˜ ๐น )
6 lvecmul0or.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
7 lvecmul0or.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
8 lvecmul0or.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
9 lvecmul0or.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
10 df-ne โŠข ( ๐ด โ‰  ๐‘‚ โ†” ยฌ ๐ด = ๐‘‚ )
11 oveq2 โŠข ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท 0 ) )
12 11 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท 0 ) )
13 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
14 3 lvecdrng โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐น โˆˆ DivRing )
15 13 14 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐น โˆˆ DivRing )
16 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
17 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐ด โ‰  ๐‘‚ )
18 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐น ) = ( .r โ€˜ ๐น )
19 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐น ) = ( 1r โ€˜ ๐น )
20 eqid โŠข ( invr โ€˜ ๐น ) = ( invr โ€˜ ๐น )
21 4 5 18 19 20 drnginvrl โŠข ( ( ๐น โˆˆ DivRing โˆง ๐ด โˆˆ ๐พ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ( .r โ€˜ ๐น ) ๐ด ) = ( 1r โ€˜ ๐น ) )
22 15 16 17 21 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ( .r โ€˜ ๐น ) ๐ด ) = ( 1r โ€˜ ๐น ) )
23 22 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ( .r โ€˜ ๐น ) ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( ( 1r โ€˜ ๐น ) ยท ๐‘‹ ) )
24 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
25 7 24 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
26 25 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
27 4 5 20 drnginvrcl โŠข ( ( ๐น โˆˆ DivRing โˆง ๐ด โˆˆ ๐พ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ๐พ )
28 15 16 17 27 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ๐พ )
29 9 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
30 1 3 2 4 18 lmodvsass โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ๐พ โˆง ๐ด โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ( .r โ€˜ ๐น ) ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) )
31 26 28 16 29 30 syl13anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ( .r โ€˜ ๐น ) ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) )
32 1 3 2 19 lmodvs1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐น ) ยท ๐‘‹ ) = ๐‘‹ )
33 25 9 32 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐น ) ยท ๐‘‹ ) = ๐‘‹ )
34 33 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐น ) ยท ๐‘‹ ) = ๐‘‹ )
35 23 31 34 3eqtr3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) = ๐‘‹ )
36 35 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) ) = ๐‘‹ )
37 25 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
38 37 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
39 28 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ๐พ )
40 3 2 4 6 lmodvs0 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท 0 ) = 0 )
41 38 39 40 syl2anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐ด ) ยท 0 ) = 0 )
42 12 36 41 3eqtr3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โˆง ๐ด โ‰  ๐‘‚ ) โ†’ ๐‘‹ = 0 )
43 42 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰  ๐‘‚ โ†’ ๐‘‹ = 0 ) )
44 10 43 biimtrrid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โ†’ ( ยฌ ๐ด = ๐‘‚ โ†’ ๐‘‹ = 0 ) )
45 44 orrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) โ†’ ( ๐ด = ๐‘‚ โˆจ ๐‘‹ = 0 ) )
46 45 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†’ ( ๐ด = ๐‘‚ โˆจ ๐‘‹ = 0 ) ) )
47 1 3 2 5 6 lmod0vs โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) = 0 )
48 25 9 47 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) = 0 )
49 oveq1 โŠข ( ๐ด = ๐‘‚ โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) )
50 49 eqeq1d โŠข ( ๐ด = ๐‘‚ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†” ( ๐‘‚ ยท ๐‘‹ ) = 0 ) )
51 48 50 syl5ibrcom โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด = ๐‘‚ โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) )
52 3 2 4 6 lmodvs0 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐ด โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐ด ยท 0 ) = 0 )
53 25 8 52 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท 0 ) = 0 )
54 oveq2 โŠข ( ๐‘‹ = 0 โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = ( ๐ด ยท 0 ) )
55 54 eqeq1d โŠข ( ๐‘‹ = 0 โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†” ( ๐ด ยท 0 ) = 0 ) )
56 53 55 syl5ibrcom โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ = 0 โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) )
57 51 56 jaod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด = ๐‘‚ โˆจ ๐‘‹ = 0 ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 ) )
58 46 57 impbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = 0 โ†” ( ๐ด = ๐‘‚ โˆจ ๐‘‹ = 0 ) ) )