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Theorem lkrsc

Description: The kernel of a nonzero scalar product of a functional equals the kernel of the functional. (Contributed by NM, 9-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses lkrsc.v ⊢ V = Base W
lkrsc.d ⊢ D = Scalar ⁡ W
lkrsc.k ⊢ K = Base D
lkrsc.t ⊢ · ˙ = ⋅ D
lkrsc.f ⊢ F = LFnl ⁡ W
lkrsc.l ⊢ L = LKer ⁡ W
lkrsc.w ⊢ φ → W ∈ LVec
lkrsc.g ⊢ φ → G ∈ F
lkrsc.r ⊢ φ → R ∈ K
lkrsc.o ⊢ 0 ˙ = 0 D
lkrsc.e ⊢ φ → R ≠ 0 ˙
Assertion lkrsc ⊢ φ → L ⁡ G · ˙ f V × R = L ⁡ G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lkrsc.v ⊢ V = Base W
2 lkrsc.d ⊢ D = Scalar ⁡ W
3 lkrsc.k ⊢ K = Base D
4 lkrsc.t ⊢ · ˙ = ⋅ D
5 lkrsc.f ⊢ F = LFnl ⁡ W
6 lkrsc.l ⊢ L = LKer ⁡ W
7 lkrsc.w ⊢ φ → W ∈ LVec
8 lkrsc.g ⊢ φ → G ∈ F
9 lkrsc.r ⊢ φ → R ∈ K
10 lkrsc.o ⊢ 0 ˙ = 0 D
11 lkrsc.e ⊢ φ → R ≠ 0 ˙
12 1 fvexi ⊢ V ∈ V
13 12 a1i ⊢ φ → V ∈ V
14 2 3 1 5 lflf ⊢ W ∈ LVec ∧ G ∈ F → G : V ⟶ K
15 7 8 14 syl2anc ⊢ φ → G : V ⟶ K
16 15 ffnd ⊢ φ → G Fn V
17 eqidd ⊢ φ ∧ v ∈ V → G ⁡ v = G ⁡ v
18 13 9 16 17 ofc2 ⊢ φ ∧ v ∈ V → G · ˙ f V × R ⁡ v = G ⁡ v · ˙ R
19 18 eqeq1d ⊢ φ ∧ v ∈ V → G · ˙ f V × R ⁡ v = 0 ˙ ↔ G ⁡ v · ˙ R = 0 ˙
20 2 lvecdrng ⊢ W ∈ LVec → D ∈ DivRing
21 7 20 syl ⊢ φ → D ∈ DivRing
22 21 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ V → D ∈ DivRing
23 7 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ V → W ∈ LVec
24 8 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ V → G ∈ F
25 simpr ⊢ φ ∧ v ∈ V → v ∈ V
26 2 3 1 5 lflcl ⊢ W ∈ LVec ∧ G ∈ F ∧ v ∈ V → G ⁡ v ∈ K
27 23 24 25 26 syl3anc ⊢ φ ∧ v ∈ V → G ⁡ v ∈ K
28 9 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ V → R ∈ K
29 11 adantr ⊢ φ ∧ v ∈ V → R ≠ 0 ˙
30 3 10 4 22 27 28 29 drngmuleq0 ⊢ φ ∧ v ∈ V → G ⁡ v · ˙ R = 0 ˙ ↔ G ⁡ v = 0 ˙
31 19 30 bitrd ⊢ φ ∧ v ∈ V → G · ˙ f V × R ⁡ v = 0 ˙ ↔ G ⁡ v = 0 ˙
32 31 pm5.32da ⊢ φ → v ∈ V ∧ G · ˙ f V × R ⁡ v = 0 ˙ ↔ v ∈ V ∧ G ⁡ v = 0 ˙
33 lveclmod ⊢ W ∈ LVec → W ∈ LMod
34 7 33 syl ⊢ φ → W ∈ LMod
35 1 2 3 4 5 34 8 9 lflvscl ⊢ φ → G · ˙ f V × R ∈ F
36 1 2 10 5 6 ellkr ⊢ W ∈ LVec ∧ G · ˙ f V × R ∈ F → v ∈ L ⁡ G · ˙ f V × R ↔ v ∈ V ∧ G · ˙ f V × R ⁡ v = 0 ˙
37 7 35 36 syl2anc ⊢ φ → v ∈ L ⁡ G · ˙ f V × R ↔ v ∈ V ∧ G · ˙ f V × R ⁡ v = 0 ˙
38 1 2 10 5 6 ellkr ⊢ W ∈ LVec ∧ G ∈ F → v ∈ L ⁡ G ↔ v ∈ V ∧ G ⁡ v = 0 ˙
39 7 8 38 syl2anc ⊢ φ → v ∈ L ⁡ G ↔ v ∈ V ∧ G ⁡ v = 0 ˙
40 32 37 39 3bitr4d ⊢ φ → v ∈ L ⁡ G · ˙ f V × R ↔ v ∈ L ⁡ G
41 40 eqrdv ⊢ φ → L ⁡ G · ˙ f V × R = L ⁡ G