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Theorem lshpkrlem6

Description: Lemma for lshpkrex . Show linearlity of G . (Contributed by NM, 17-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses lshpkrlem.v V = Base W
lshpkrlem.a + ˙ = + W
lshpkrlem.n N = LSpan W
lshpkrlem.p ˙ = LSSum W
lshpkrlem.h H = LSHyp W
lshpkrlem.w φ W LVec
lshpkrlem.u φ U H
lshpkrlem.z φ Z V
lshpkrlem.x φ X V
lshpkrlem.e φ U ˙ N Z = V
lshpkrlem.d D = Scalar W
lshpkrlem.k K = Base D
lshpkrlem.t · ˙ = W
lshpkrlem.o 0 ˙ = 0 D
lshpkrlem.g G = x V ι k K | y U x = y + ˙ k · ˙ Z
Assertion lshpkrlem6 φ l K u V v V G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lshpkrlem.v V = Base W
2 lshpkrlem.a + ˙ = + W
3 lshpkrlem.n N = LSpan W
4 lshpkrlem.p ˙ = LSSum W
5 lshpkrlem.h H = LSHyp W
6 lshpkrlem.w φ W LVec
7 lshpkrlem.u φ U H
8 lshpkrlem.z φ Z V
9 lshpkrlem.x φ X V
10 lshpkrlem.e φ U ˙ N Z = V
11 lshpkrlem.d D = Scalar W
12 lshpkrlem.k K = Base D
13 lshpkrlem.t · ˙ = W
14 lshpkrlem.o 0 ˙ = 0 D
15 lshpkrlem.g G = x V ι k K | y U x = y + ˙ k · ˙ Z
16 6 adantr φ l K u V v V W LVec
17 7 adantr φ l K u V v V U H
18 8 adantr φ l K u V v V Z V
19 simpr2 φ l K u V v V u V
20 10 adantr φ l K u V v V U ˙ N Z = V
21 1 2 3 4 5 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 lshpkrlem3 φ l K u V v V r U u = r + ˙ G u · ˙ Z
22 simpr3 φ l K u V v V v V
23 1 2 3 4 5 16 17 18 22 20 11 12 13 14 15 lshpkrlem3 φ l K u V v V s U v = s + ˙ G v · ˙ Z
24 lveclmod W LVec W LMod
25 16 24 syl φ l K u V v V W LMod
26 simpr1 φ l K u V v V l K
27 1 11 13 12 lmodvscl W LMod l K u V l · ˙ u V
28 25 26 19 27 syl3anc φ l K u V v V l · ˙ u V
29 1 2 lmodvacl W LMod l · ˙ u V v V l · ˙ u + ˙ v V
30 25 28 22 29 syl3anc φ l K u V v V l · ˙ u + ˙ v V
31 1 2 3 4 5 16 17 18 30 20 11 12 13 14 15 lshpkrlem3 φ l K u V v V z U l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z
32 3reeanv r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z r U u = r + ˙ G u · ˙ Z s U v = s + ˙ G v · ˙ Z z U l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z
33 simp1l φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z φ
34 simp1r1 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z l K
35 simp1r2 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z u V
36 simp1r3 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z v V
37 simp2ll φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z r U
38 simp2lr φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z s U
39 simp2r φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z z U
40 38 39 jca φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z s U z U
41 simp31 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z u = r + ˙ G u · ˙ Z
42 simp32 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z
43 simp33 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z
44 1 2 3 4 5 6 7 8 8 10 11 12 13 14 15 lshpkrlem5 φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
45 33 34 35 36 37 40 41 42 43 44 syl333anc φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
46 45 3exp φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
47 46 expdimp φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
48 47 rexlimdv φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
49 48 rexlimdvva φ l K u V v V r U s U z U u = r + ˙ G u · ˙ Z v = s + ˙ G v · ˙ Z l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
50 32 49 syl5bir φ l K u V v V r U u = r + ˙ G u · ˙ Z s U v = s + ˙ G v · ˙ Z z U l · ˙ u + ˙ v = z + ˙ G l · ˙ u + ˙ v · ˙ Z G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v
51 21 23 31 50 mp3and φ l K u V v V G l · ˙ u + ˙ v = l D G u + D G v