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Theorem lss1d

Description: One-dimensional subspace (or zero-dimensional if X is the zero vector). (Contributed by NM, 14-Jan-2014) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lss1d.v V = Base W
lss1d.f F = Scalar W
lss1d.t · ˙ = W
lss1d.k K = Base F
lss1d.s S = LSubSp W
Assertion lss1d W LMod X V v | k K v = k · ˙ X S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lss1d.v V = Base W
2 lss1d.f F = Scalar W
3 lss1d.t · ˙ = W
4 lss1d.k K = Base F
5 lss1d.s S = LSubSp W
6 2 a1i W LMod X V F = Scalar W
7 4 a1i W LMod X V K = Base F
8 1 a1i W LMod X V V = Base W
9 eqidd W LMod X V + W = + W
10 3 a1i W LMod X V · ˙ = W
11 5 a1i W LMod X V S = LSubSp W
12 1 2 3 4 lmodvscl W LMod k K X V k · ˙ X V
13 12 3expa W LMod k K X V k · ˙ X V
14 13 an32s W LMod X V k K k · ˙ X V
15 eleq1a k · ˙ X V v = k · ˙ X v V
16 14 15 syl W LMod X V k K v = k · ˙ X v V
17 16 rexlimdva W LMod X V k K v = k · ˙ X v V
18 17 abssdv W LMod X V v | k K v = k · ˙ X V
19 eqid 0 F = 0 F
20 2 4 19 lmod0cl W LMod 0 F K
21 20 adantr W LMod X V 0 F K
22 nfcv _ k 0 F
23 nfre1 k k K v = k · ˙ X
24 23 nfab _ k v | k K v = k · ˙ X
25 nfcv _ k
26 24 25 nfne k v | k K v = k · ˙ X
27 biidd k = 0 F v | k K v = k · ˙ X v | k K v = k · ˙ X
28 ovex k · ˙ X V
29 28 elabrex k K k · ˙ X v | k K v = k · ˙ X
30 29 ne0d k K v | k K v = k · ˙ X
31 22 26 27 30 vtoclgaf 0 F K v | k K v = k · ˙ X
32 21 31 syl W LMod X V v | k K v = k · ˙ X
33 vex a V
34 eqeq1 v = a v = k · ˙ X a = k · ˙ X
35 34 rexbidv v = a k K v = k · ˙ X k K a = k · ˙ X
36 33 35 elab a v | k K v = k · ˙ X k K a = k · ˙ X
37 oveq1 k = y k · ˙ X = y · ˙ X
38 37 eqeq2d k = y a = k · ˙ X a = y · ˙ X
39 38 cbvrexvw k K a = k · ˙ X y K a = y · ˙ X
40 36 39 bitri a v | k K v = k · ˙ X y K a = y · ˙ X
41 vex b V
42 eqeq1 v = b v = k · ˙ X b = k · ˙ X
43 42 rexbidv v = b k K v = k · ˙ X k K b = k · ˙ X
44 41 43 elab b v | k K v = k · ˙ X k K b = k · ˙ X
45 oveq1 k = z k · ˙ X = z · ˙ X
46 45 eqeq2d k = z b = k · ˙ X b = z · ˙ X
47 46 cbvrexvw k K b = k · ˙ X z K b = z · ˙ X
48 44 47 bitri b v | k K v = k · ˙ X z K b = z · ˙ X
49 40 48 anbi12i a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X y K a = y · ˙ X z K b = z · ˙ X
50 reeanv y K z K a = y · ˙ X b = z · ˙ X y K a = y · ˙ X z K b = z · ˙ X
51 49 50 bitr4i a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X y K z K a = y · ˙ X b = z · ˙ X
52 simpll W LMod X V y K z K x K W LMod
53 simprr W LMod X V y K z K x K x K
54 simprll W LMod X V y K z K x K y K
55 eqid F = F
56 2 4 55 lmodmcl W LMod x K y K x F y K
57 52 53 54 56 syl3anc W LMod X V y K z K x K x F y K
58 simprlr W LMod X V y K z K x K z K
59 eqid + F = + F
60 2 4 59 lmodacl W LMod x F y K z K x F y + F z K
61 52 57 58 60 syl3anc W LMod X V y K z K x K x F y + F z K
62 simplr W LMod X V y K z K x K X V
63 eqid + W = + W
64 1 63 2 3 4 59 lmodvsdir W LMod x F y K z K X V x F y + F z · ˙ X = x F y · ˙ X + W z · ˙ X
65 52 57 58 62 64 syl13anc W LMod X V y K z K x K x F y + F z · ˙ X = x F y · ˙ X + W z · ˙ X
66 1 2 3 4 55 lmodvsass W LMod x K y K X V x F y · ˙ X = x · ˙ y · ˙ X
67 52 53 54 62 66 syl13anc W LMod X V y K z K x K x F y · ˙ X = x · ˙ y · ˙ X
68 67 oveq1d W LMod X V y K z K x K x F y · ˙ X + W z · ˙ X = x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X
69 65 68 eqtr2d W LMod X V y K z K x K x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = x F y + F z · ˙ X
70 oveq1 k = x F y + F z k · ˙ X = x F y + F z · ˙ X
71 70 rspceeqv x F y + F z K x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = x F y + F z · ˙ X k K x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = k · ˙ X
72 61 69 71 syl2anc W LMod X V y K z K x K k K x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = k · ˙ X
73 oveq2 a = y · ˙ X x · ˙ a = x · ˙ y · ˙ X
74 oveq12 x · ˙ a = x · ˙ y · ˙ X b = z · ˙ X x · ˙ a + W b = x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X
75 73 74 sylan a = y · ˙ X b = z · ˙ X x · ˙ a + W b = x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X
76 75 eqeq1d a = y · ˙ X b = z · ˙ X x · ˙ a + W b = k · ˙ X x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = k · ˙ X
77 76 rexbidv a = y · ˙ X b = z · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X k K x · ˙ y · ˙ X + W z · ˙ X = k · ˙ X
78 72 77 syl5ibrcom W LMod X V y K z K x K a = y · ˙ X b = z · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
79 78 expr W LMod X V y K z K x K a = y · ˙ X b = z · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
80 79 com23 W LMod X V y K z K a = y · ˙ X b = z · ˙ X x K k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
81 80 rexlimdvva W LMod X V y K z K a = y · ˙ X b = z · ˙ X x K k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
82 51 81 syl5bi W LMod X V a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X x K k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
83 82 expcomd W LMod X V b v | k K v = k · ˙ X a v | k K v = k · ˙ X x K k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
84 83 com24 W LMod X V x K a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
85 84 3imp2 W LMod X V x K a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
86 ovex x · ˙ a + W b V
87 eqeq1 v = x · ˙ a + W b v = k · ˙ X x · ˙ a + W b = k · ˙ X
88 87 rexbidv v = x · ˙ a + W b k K v = k · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
89 86 88 elab x · ˙ a + W b v | k K v = k · ˙ X k K x · ˙ a + W b = k · ˙ X
90 85 89 sylibr W LMod X V x K a v | k K v = k · ˙ X b v | k K v = k · ˙ X x · ˙ a + W b v | k K v = k · ˙ X
91 6 7 8 9 10 11 18 32 90 islssd W LMod X V v | k K v = k · ˙ X S