Metamath Proof Explorer


Theorem mapdpglem21

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‘„ )
mapdpglem17.ep โŠข ๐ธ = ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง )
Assertion mapdpglem21 ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ก ) = ( ๐บ ๐‘… ๐ธ ) )

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 mapdpglem17.ep โŠข ๐ธ = ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง )
31 27 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ก ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ( ๐‘” ยท ๐บ ) ๐‘… ๐‘ง ) ) )
32 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) = ( Scalar โ€˜ ๐ถ )
33 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) )
34 1 7 8 lcdlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ LMod )
35 1 3 8 dvhlvec โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
36 15 lvecdrng โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐ด โˆˆ DivRing )
37 35 36 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ DivRing )
38 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 mapdpglem11 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘” โ‰  0 )
39 eqid โŠข ( invr โ€˜ ๐ด ) = ( invr โ€˜ ๐ด )
40 16 24 39 drnginvrcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ DivRing โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘” โ‰  0 ) โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) โˆˆ ๐ต )
41 37 25 38 40 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) โˆˆ ๐ต )
42 1 3 15 16 7 32 33 8 lcdsbase โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) = ๐ต )
43 41 42 eleqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) )
44 1 3 15 16 7 13 17 8 25 19 lcdvscl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘” ยท ๐บ ) โˆˆ ๐น )
45 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
46 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐ถ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐ถ )
47 1 3 8 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
48 4 45 6 lspsncl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
49 47 10 48 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
50 1 2 3 45 7 46 8 49 mapdcl2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐ถ ) )
51 13 46 lssss โŠข ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โŠ† ๐น )
52 50 51 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) โŠ† ๐น )
53 52 26 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐น )
54 13 17 32 33 18 34 43 44 53 lmodsubdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ( ๐‘” ยท ๐บ ) ๐‘… ๐‘ง ) ) = ( ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ๐‘” ยท ๐บ ) ) ๐‘… ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง ) ) )
55 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐ด ) = ( .r โ€˜ ๐ด )
56 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐ด ) = ( 1r โ€˜ ๐ด )
57 16 24 55 56 39 drnginvrr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ DivRing โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘” โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘” ( .r โ€˜ ๐ด ) ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ) = ( 1r โ€˜ ๐ด ) )
58 37 25 38 57 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘” ( .r โ€˜ ๐ด ) ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ) = ( 1r โ€˜ ๐ด ) )
59 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) )
60 1 3 15 56 7 32 59 8 lcd1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) = ( 1r โ€˜ ๐ด ) )
61 58 60 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘” ( .r โ€˜ ๐ด ) ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) )
62 61 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘” ( .r โ€˜ ๐ด ) ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ) ยท ๐บ ) = ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) ยท ๐บ ) )
63 1 3 15 16 55 7 13 17 8 41 25 19 lcdvsass โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘” ( .r โ€˜ ๐ด ) ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ) ยท ๐บ ) = ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ๐‘” ยท ๐บ ) ) )
64 13 32 17 59 lmodvs1 โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ LMod โˆง ๐บ โˆˆ ๐น ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) ยท ๐บ ) = ๐บ )
65 34 19 64 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ถ ) ) ยท ๐บ ) = ๐บ )
66 62 63 65 3eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ๐‘” ยท ๐บ ) ) = ๐บ )
67 66 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ๐‘” ยท ๐บ ) ) ๐‘… ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ ๐‘… ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง ) ) )
68 30 oveq2i โŠข ( ๐บ ๐‘… ๐ธ ) = ( ๐บ ๐‘… ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง ) )
69 67 68 eqtr4di โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ( ๐‘” ยท ๐บ ) ) ๐‘… ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ ๐‘… ๐ธ ) )
70 31 54 69 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( invr โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘” ) ยท ๐‘ก ) = ( ๐บ ๐‘… ๐ธ ) )