Metamath Proof Explorer


Theorem mapdpglem14

Description: Lemma for mapdpg . (Contributed by NM, 20-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses mapdpglem.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
mapdpglem.m โŠข ๐‘€ = ( ( mapd โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
mapdpglem.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
mapdpglem.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
mapdpglem.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘ˆ )
mapdpglem.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
mapdpglem.c โŠข ๐ถ = ( ( LCDual โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
mapdpglem.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
mapdpglem.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
mapdpglem.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
mapdpglem1.p โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐ถ )
mapdpglem2.j โŠข ๐ฝ = ( LSpan โ€˜ ๐ถ )
mapdpglem3.f โŠข ๐น = ( Base โ€˜ ๐ถ )
mapdpglem3.te โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) โŠ• ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) ) )
mapdpglem3.a โŠข ๐ด = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
mapdpglem3.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
mapdpglem3.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ถ )
mapdpglem3.r โŠข ๐‘… = ( -g โ€˜ ๐ถ )
mapdpglem3.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
mapdpglem3.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) = ( ๐ฝ โ€˜ { ๐บ } ) )
mapdpglem4.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
mapdpglem.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
mapdpglem4.jt โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) } ) ) = ( ๐ฝ โ€˜ { ๐‘ก } ) )
mapdpglem4.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐ด )
mapdpglem4.g4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘” โˆˆ ๐ต )
mapdpglem4.z4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) )
mapdpglem4.t4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ก = ( ( ๐‘” ยท ๐บ ) ๐‘… ๐‘ง ) )
mapdpglem4.xn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โ‰  ๐‘„ )
mapdpglem12.yn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โ‰  ๐‘„ )
mapdpglem12.g0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ง = ( 0g โ€˜ ๐ถ ) )
Assertion mapdpglem14 ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mapdpglem.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 mapdpglem.m โŠข ๐‘€ = ( ( mapd โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
3 mapdpglem.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 mapdpglem.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
5 mapdpglem.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘ˆ )
6 mapdpglem.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
7 mapdpglem.c โŠข ๐ถ = ( ( LCDual โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
8 mapdpglem.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
9 mapdpglem.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
10 mapdpglem.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
11 mapdpglem1.p โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐ถ )
12 mapdpglem2.j โŠข ๐ฝ = ( LSpan โ€˜ ๐ถ )
13 mapdpglem3.f โŠข ๐น = ( Base โ€˜ ๐ถ )
14 mapdpglem3.te โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) โŠ• ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) ) )
15 mapdpglem3.a โŠข ๐ด = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
16 mapdpglem3.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
17 mapdpglem3.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ถ )
18 mapdpglem3.r โŠข ๐‘… = ( -g โ€˜ ๐ถ )
19 mapdpglem3.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐น )
20 mapdpglem3.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) = ( ๐ฝ โ€˜ { ๐บ } ) )
21 mapdpglem4.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
22 mapdpglem.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
23 mapdpglem4.jt โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) } ) ) = ( ๐ฝ โ€˜ { ๐‘ก } ) )
24 mapdpglem4.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐ด )
25 mapdpglem4.g4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘” โˆˆ ๐ต )
26 mapdpglem4.z4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) )
27 mapdpglem4.t4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ก = ( ( ๐‘” ยท ๐บ ) ๐‘… ๐‘ง ) )
28 mapdpglem4.xn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โ‰  ๐‘„ )
29 mapdpglem12.yn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โ‰  ๐‘„ )
30 mapdpglem12.g0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ง = ( 0g โ€˜ ๐ถ ) )
31 1 3 8 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
32 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
33 4 32 5 lmodvnpcan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐‘‹ ) = ๐‘Œ )
34 31 10 9 33 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐‘‹ ) = ๐‘Œ )
35 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
36 4 35 6 lspsncl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
37 31 9 36 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
38 lmodgrp โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Grp )
39 31 38 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Grp )
40 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( invg โ€˜ ๐‘ˆ )
41 4 5 40 grpinvsub โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ Grp โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) )
42 39 9 10 41 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) )
43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 mapdpglem13 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) } ) โІ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
44 4 5 lmodvsubcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ )
45 31 9 10 44 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ )
46 4 6 lspsnid โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) } ) )
47 31 45 46 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) } ) )
48 43 47 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
49 35 40 lssvnegcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
50 31 37 48 49 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ’ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
51 42 50 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
52 4 6 lspsnid โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
53 31 9 52 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
54 32 35 lssvacl โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โˆง ( ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
55 31 37 51 53 54 syl22anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
56 34 55 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )