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Theorem lsmelval2

Description: Subspace sum membership in terms of a sum of 1-dim subspaces (atoms), which can be useful for treating subspaces as projective lattice elements. (Contributed by NM, 9-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses lsmelval2.v V = Base W
lsmelval2.s S = LSubSp W
lsmelval2.p ˙ = LSSum W
lsmelval2.n N = LSpan W
lsmelval2.w φ W LMod
lsmelval2.t φ T S
lsmelval2.u φ U S
Assertion lsmelval2 φ X T ˙ U X V y T z U N X N y ˙ N z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmelval2.v V = Base W
2 lsmelval2.s S = LSubSp W
3 lsmelval2.p ˙ = LSSum W
4 lsmelval2.n N = LSpan W
5 lsmelval2.w φ W LMod
6 lsmelval2.t φ T S
7 lsmelval2.u φ U S
8 2 lsssubg W LMod T S T SubGrp W
9 5 6 8 syl2anc φ T SubGrp W
10 2 lsssubg W LMod U S U SubGrp W
11 5 7 10 syl2anc φ U SubGrp W
12 eqid + W = + W
13 12 3 lsmelval T SubGrp W U SubGrp W X T ˙ U y T z U X = y + W z
14 9 11 13 syl2anc φ X T ˙ U y T z U X = y + W z
15 5 adantr φ y T z U W LMod
16 6 adantr φ y T z U T S
17 simprl φ y T z U y T
18 1 2 lssel T S y T y V
19 16 17 18 syl2anc φ y T z U y V
20 1 2 4 lspsncl W LMod y V N y S
21 15 19 20 syl2anc φ y T z U N y S
22 2 lsssubg W LMod N y S N y SubGrp W
23 15 21 22 syl2anc φ y T z U N y SubGrp W
24 7 adantr φ y T z U U S
25 simprr φ y T z U z U
26 1 2 lssel U S z U z V
27 24 25 26 syl2anc φ y T z U z V
28 1 2 4 lspsncl W LMod z V N z S
29 15 27 28 syl2anc φ y T z U N z S
30 2 lsssubg W LMod N z S N z SubGrp W
31 15 29 30 syl2anc φ y T z U N z SubGrp W
32 1 4 lspsnid W LMod y V y N y
33 15 19 32 syl2anc φ y T z U y N y
34 1 4 lspsnid W LMod z V z N z
35 15 27 34 syl2anc φ y T z U z N z
36 12 3 lsmelvali N y SubGrp W N z SubGrp W y N y z N z y + W z N y ˙ N z
37 23 31 33 35 36 syl22anc φ y T z U y + W z N y ˙ N z
38 eleq1a y + W z N y ˙ N z X = y + W z X N y ˙ N z
39 37 38 syl φ y T z U X = y + W z X N y ˙ N z
40 2 3 lsmcl W LMod N y S N z S N y ˙ N z S
41 15 21 29 40 syl3anc φ y T z U N y ˙ N z S
42 1 2 4 15 41 lspsnel6 φ y T z U X N y ˙ N z X V N X N y ˙ N z
43 39 42 sylibd φ y T z U X = y + W z X V N X N y ˙ N z
44 43 reximdvva φ y T z U X = y + W z y T z U X V N X N y ˙ N z
45 14 44 sylbid φ X T ˙ U y T z U X V N X N y ˙ N z
46 9 adantr φ y T z U T SubGrp W
47 2 4 15 16 17 lspsnel5a φ y T z U N y T
48 3 lsmless1 T SubGrp W N z SubGrp W N y T N y ˙ N z T ˙ N z
49 46 31 47 48 syl3anc φ y T z U N y ˙ N z T ˙ N z
50 11 adantr φ y T z U U SubGrp W
51 2 4 15 24 25 lspsnel5a φ y T z U N z U
52 3 lsmless2 T SubGrp W U SubGrp W N z U T ˙ N z T ˙ U
53 46 50 51 52 syl3anc φ y T z U T ˙ N z T ˙ U
54 49 53 sstrd φ y T z U N y ˙ N z T ˙ U
55 54 sseld φ y T z U X N y ˙ N z X T ˙ U
56 42 55 sylbird φ y T z U X V N X N y ˙ N z X T ˙ U
57 56 rexlimdvva φ y T z U X V N X N y ˙ N z X T ˙ U
58 45 57 impbid φ X T ˙ U y T z U X V N X N y ˙ N z
59 r19.42v z U X V N X N y ˙ N z X V z U N X N y ˙ N z
60 59 rexbii y T z U X V N X N y ˙ N z y T X V z U N X N y ˙ N z
61 r19.42v y T X V z U N X N y ˙ N z X V y T z U N X N y ˙ N z
62 60 61 bitri y T z U X V N X N y ˙ N z X V y T z U N X N y ˙ N z
63 58 62 bitrdi φ X T ˙ U X V y T z U N X N y ˙ N z