Metamath Proof Explorer


Theorem lvecindp

Description: Compute the X coefficient in a sum with an independent vector X (first conjunct), which can then be removed to continue with the remaining vectors summed in expressions Y and Z (second conjunct). Typically, U is the span of the remaining vectors. (Contributed by NM, 5-Apr-2015) (Revised by Mario Carneiro, 21-Apr-2016) (Proof shortened by AV, 19-Jul-2022)

Ref Expression
Hypotheses lvecindp.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lvecindp.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
lvecindp.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lvecindp.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
lvecindp.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lvecindp.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
lvecindp.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
lvecindp.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† )
lvecindp.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
lvecindp.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘ˆ )
lvecindp.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ )
lvecindp.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘ˆ )
lvecindp.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
lvecindp.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐พ )
lvecindp.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) = ( ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) )
Assertion lvecindp ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด = ๐ต โˆง ๐‘Œ = ๐‘ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lvecindp.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lvecindp.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
3 lvecindp.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
4 lvecindp.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
5 lvecindp.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
6 lvecindp.s โŠข ๐‘† = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
7 lvecindp.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
8 lvecindp.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘† )
9 lvecindp.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
10 lvecindp.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘ˆ )
11 lvecindp.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘ˆ )
12 lvecindp.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘ˆ )
13 lvecindp.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
14 lvecindp.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐พ )
15 lvecindp.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) + ๐‘Œ ) = ( ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) + ๐‘ ) )
16 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
17 eqid โŠข ( Cntz โ€˜ ๐‘Š ) = ( Cntz โ€˜ ๐‘Š )
18 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
19 7 18 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
20 eqid โŠข ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
21 1 20 lspsnsubg โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
22 19 9 21 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
23 6 lsssssubg โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ๐‘† โŠ† ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
24 19 23 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โŠ† ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
25 24 8 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
26 1 16 20 6 7 8 9 10 lspdisj โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆฉ ๐‘ˆ ) = { ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) } )
27 lmodabl โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LMod โ†’ ๐‘Š โˆˆ Abel )
28 19 27 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ Abel )
29 17 28 22 25 ablcntzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โŠ† ( ( Cntz โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ ๐‘ˆ ) )
30 1 5 3 4 20 19 13 9 lspsneli โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
31 1 5 3 4 20 19 14 9 lspsneli โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ( ( LSpan โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
32 2 16 17 22 25 26 29 30 31 11 12 15 subgdisj1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) )
33 16 6 19 8 10 lssvneln0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) )
34 1 5 3 4 16 7 13 14 9 33 lvecvscan2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) = ( ๐ต ยท ๐‘‹ ) โ†” ๐ด = ๐ต ) )
35 32 34 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ต )
36 2 16 17 22 25 26 29 30 31 11 12 15 subgdisj2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ = ๐‘ )
37 35 36 jca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด = ๐ต โˆง ๐‘Œ = ๐‘ ) )