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Theorem lclkrlem2v

Description: Lemma for lclkr . When the hypotheses of lclkrlem2u and lclkrlem2u are negated, the functional sum must be zero, so the kernel is the vector space. We make use of the law of excluded middle, dochexmid , which requires the orthomodular law dihoml4 (Lemma 3.3 of Holland95 p. 214). (Contributed by NM, 16-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lclkrlem2m.v ⊢ V = Base U
lclkrlem2m.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
lclkrlem2m.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
lclkrlem2m.q ⊢ × ˙ = ⋅ S
lclkrlem2m.z ⊢ 0 ˙ = 0 S
lclkrlem2m.i ⊢ I = inv r ⁡ S
lclkrlem2m.m ⊢ - ˙ = - U
lclkrlem2m.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
lclkrlem2m.d ⊢ D = LDual ⁡ U
lclkrlem2m.p ⊢ + ˙ = + D
lclkrlem2m.x ⊢ φ → X ∈ V
lclkrlem2m.y ⊢ φ → Y ∈ V
lclkrlem2m.e ⊢ φ → E ∈ F
lclkrlem2m.g ⊢ φ → G ∈ F
lclkrlem2n.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
lclkrlem2n.l ⊢ L = LKer ⁡ U
lclkrlem2o.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
lclkrlem2o.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2o.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
lclkrlem2o.a ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
lclkrlem2o.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
lclkrlem2q.le ⊢ φ → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ X
lclkrlem2q.lg ⊢ φ → L ⁡ G = ⊥ ˙ ⁡ Y
lclkrlem2v.j ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X = 0 ˙
lclkrlem2v.k ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y = 0 ˙
Assertion lclkrlem2v ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G = V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lclkrlem2m.v ⊢ V = Base U
2 lclkrlem2m.t ⊢ · ˙ = ⋅ U
3 lclkrlem2m.s ⊢ S = Scalar ⁡ U
4 lclkrlem2m.q ⊢ × ˙ = ⋅ S
5 lclkrlem2m.z ⊢ 0 ˙ = 0 S
6 lclkrlem2m.i ⊢ I = inv r ⁡ S
7 lclkrlem2m.m ⊢ - ˙ = - U
8 lclkrlem2m.f ⊢ F = LFnl ⁡ U
9 lclkrlem2m.d ⊢ D = LDual ⁡ U
10 lclkrlem2m.p ⊢ + ˙ = + D
11 lclkrlem2m.x ⊢ φ → X ∈ V
12 lclkrlem2m.y ⊢ φ → Y ∈ V
13 lclkrlem2m.e ⊢ φ → E ∈ F
14 lclkrlem2m.g ⊢ φ → G ∈ F
15 lclkrlem2n.n ⊢ N = LSpan ⁡ U
16 lclkrlem2n.l ⊢ L = LKer ⁡ U
17 lclkrlem2o.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
18 lclkrlem2o.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
19 lclkrlem2o.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
20 lclkrlem2o.a ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ U
21 lclkrlem2o.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
22 lclkrlem2q.le ⊢ φ → L ⁡ E = ⊥ ˙ ⁡ X
23 lclkrlem2q.lg ⊢ φ → L ⁡ G = ⊥ ˙ ⁡ Y
24 lclkrlem2v.j ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ X = 0 ˙
25 lclkrlem2v.k ⊢ φ → E + ˙ G ⁡ Y = 0 ˙
26 17 19 21 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
27 8 9 10 26 13 14 ldualvaddcl ⊢ φ → E + ˙ G ∈ F
28 1 8 16 26 27 lkrssv ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G ⊆ V
29 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
30 1 29 15 26 11 12 lspprcl ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
31 eqid ⊢ DIsoH ⁡ K ⁡ W = DIsoH ⁡ K ⁡ W
32 17 19 1 15 31 21 11 12 dihprrn ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
33 1 29 lssss ⊢ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U → N ⁡ X Y ⊆ V
34 30 33 syl ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊆ V
35 17 31 19 1 18 21 34 dochoccl ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W ↔ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = N ⁡ X Y
36 32 35 mpbid ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = N ⁡ X Y
37 17 18 19 1 29 20 21 30 36 dochexmid ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊕ ˙ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = V
38 17 19 21 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 38 24 25 lclkrlem2n ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G
40 11 snssd ⊢ φ → X ⊆ V
41 12 snssd ⊢ φ → Y ⊆ V
42 17 19 1 18 dochdmj1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ X ⊆ V ∧ Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ X ∪ Y = ⊥ ˙ ⁡ X ∩ ⊥ ˙ ⁡ Y
43 21 40 41 42 syl3anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ X ∪ Y = ⊥ ˙ ⁡ X ∩ ⊥ ˙ ⁡ Y
44 df-pr ⊢ X Y = X ∪ Y
45 44 fveq2i ⊢ N ⁡ X Y = N ⁡ X ∪ Y
46 45 fveq2i ⊢ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ∪ Y
47 40 41 unssd ⊢ φ → X ∪ Y ⊆ V
48 17 19 18 1 15 21 47 dochocsp ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X ∪ Y = ⊥ ˙ ⁡ X ∪ Y
49 46 48 eqtrid ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = ⊥ ˙ ⁡ X ∪ Y
50 22 23 ineq12d ⊢ φ → L ⁡ E ∩ L ⁡ G = ⊥ ˙ ⁡ X ∩ ⊥ ˙ ⁡ Y
51 43 49 50 3eqtr4d ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y = L ⁡ E ∩ L ⁡ G
52 8 16 9 10 26 13 14 lkrin ⊢ φ → L ⁡ E ∩ L ⁡ G ⊆ L ⁡ E + ˙ G
53 51 52 eqsstrd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G
54 29 lsssssubg ⊢ U ∈ LMod → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
55 26 54 syl ⊢ φ → LSubSp ⁡ U ⊆ SubGrp ⁡ U
56 55 30 sseldd ⊢ φ → N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U
57 17 19 1 29 18 dochlss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ N ⁡ X Y ⊆ V → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
58 21 34 57 syl2anc ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ LSubSp ⁡ U
59 55 58 sseldd ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U
60 8 16 29 lkrlss ⊢ U ∈ LMod ∧ E + ˙ G ∈ F → L ⁡ E + ˙ G ∈ LSubSp ⁡ U
61 26 27 60 syl2anc ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G ∈ LSubSp ⁡ U
62 55 61 sseldd ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G ∈ SubGrp ⁡ U
63 20 lsmlub ⊢ N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ∈ SubGrp ⁡ U ∧ L ⁡ E + ˙ G ∈ SubGrp ⁡ U → N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G ∧ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G ↔ N ⁡ X Y ⊕ ˙ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G
64 56 59 62 63 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G ∧ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G ↔ N ⁡ X Y ⊕ ˙ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G
65 39 53 64 mpbi2and ⊢ φ → N ⁡ X Y ⊕ ˙ ⊥ ˙ ⁡ N ⁡ X Y ⊆ L ⁡ E + ˙ G
66 37 65 eqsstrrd ⊢ φ → V ⊆ L ⁡ E + ˙ G
67 28 66 eqssd ⊢ φ → L ⁡ E + ˙ G = V