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Theorem mapdindp4

Description: Vector independence lemma. (Contributed by NM, 29-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses mapdindp1.v ⊢ 𝑉 = ( Base ‘ 𝑊 )
mapdindp1.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑊 )
mapdindp1.o ⊢ 0 = ( 0g ‘ 𝑊 )
mapdindp1.n ⊢ 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑊 )
mapdindp1.w ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ LVec )
mapdindp1.x ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
mapdindp1.y ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
mapdindp1.z ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
mapdindp1.W ⊢ ( 𝜑 → 𝑤 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
mapdindp1.e ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) )
mapdindp1.ne ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) )
mapdindp1.f ⊢ ( 𝜑 → ¬ 𝑤 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 , 𝑌 } ) )
Assertion mapdindp4 ( 𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mapdindp1.v ⊢ 𝑉 = ( Base ‘ 𝑊 )
2 mapdindp1.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑊 )
3 mapdindp1.o ⊢ 0 = ( 0g ‘ 𝑊 )
4 mapdindp1.n ⊢ 𝑁 = ( LSpan ‘ 𝑊 )
5 mapdindp1.w ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ LVec )
6 mapdindp1.x ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
7 mapdindp1.y ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
8 mapdindp1.z ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
9 mapdindp1.W ⊢ ( 𝜑 → 𝑤 ∈ ( 𝑉 ∖ { 0 } ) )
10 mapdindp1.e ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) )
11 mapdindp1.ne ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) )
12 mapdindp1.f ⊢ ( 𝜑 → ¬ 𝑤 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 , 𝑌 } ) )
13 lveclmod ⊢ ( 𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod )
14 5 13 syl ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ LMod )
15 9 eldifad ⊢ ( 𝜑 → 𝑤 ∈ 𝑉 )
16 7 eldifad ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑉 )
17 1 2 lmodvacl ⊢ ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑤 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝑉 ) → ( 𝑤 + 𝑌 ) ∈ 𝑉 )
18 14 15 16 17 syl3anc ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑤 + 𝑌 ) ∈ 𝑉 )
19 6 eldifad ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉 )
20 1 4 5 15 19 16 12 lspindpi ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑤 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ∧ ( 𝑁 ‘ { 𝑤 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ) )
21 20 simprd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑤 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) )
22 21 necomd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑤 } ) )
23 1 2 3 4 5 16 9 22 lspindp3 ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { ( 𝑌 + 𝑤 ) } ) )
24 1 2 lmodcom ⊢ ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑤 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝑉 ) → ( 𝑤 + 𝑌 ) = ( 𝑌 + 𝑤 ) )
25 14 15 16 24 syl3anc ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑤 + 𝑌 ) = ( 𝑌 + 𝑤 ) )
26 25 sneqd ⊢ ( 𝜑 → { ( 𝑤 + 𝑌 ) } = { ( 𝑌 + 𝑤 ) } )
27 26 fveq2d ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) = ( 𝑁 ‘ { ( 𝑌 + 𝑤 ) } ) )
28 23 27 neeqtrrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )
29 10 28 eqnetrrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )
30 1 3 4 5 6 16 15 11 12 lspindp1 ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑤 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ∧ ¬ 𝑋 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } ) ) )
31 30 simprd ⊢ ( 𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } ) )
32 eqid ⊢ ( LSSum ‘ 𝑊 ) = ( LSSum ‘ 𝑊 )
33 8 eldifad ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑉 )
34 1 4 32 14 33 18 lsmpr ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑍 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) = ( ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) )
35 1 2 lmodcom ⊢ ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌 ∈ 𝑉 ∧ 𝑤 ∈ 𝑉 ) → ( 𝑌 + 𝑤 ) = ( 𝑤 + 𝑌 ) )
36 14 16 15 35 syl3anc ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑌 + 𝑤 ) = ( 𝑤 + 𝑌 ) )
37 36 preq2d ⊢ ( 𝜑 → { 𝑌 , ( 𝑌 + 𝑤 ) } = { 𝑌 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } )
38 37 fveq2d ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , ( 𝑌 + 𝑤 ) } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )
39 1 2 4 14 16 15 lspprabs ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , ( 𝑌 + 𝑤 ) } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , 𝑤 } ) )
40 1 4 32 14 16 18 lsmpr ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) = ( ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) )
41 38 39 40 3eqtr3rd ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , 𝑤 } ) )
42 10 oveq1d ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑌 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) = ( ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) )
43 prcom ⊢ { 𝑌 , 𝑤 } = { 𝑤 , 𝑌 }
44 43 fveq2i ⊢ ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , 𝑤 } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } )
45 44 a1i ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑌 , 𝑤 } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } ) )
46 41 42 45 3eqtr3d ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑍 } ) ( LSSum ‘ 𝑊 ) ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } ) )
47 34 46 eqtrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑁 ‘ { 𝑍 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) = ( 𝑁 ‘ { 𝑤 , 𝑌 } ) )
48 31 47 neleqtrrd ⊢ ( 𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑍 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )
49 1 3 4 5 8 18 19 29 48 lspindp1 ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑁 ‘ { 𝑋 } ) ≠ ( 𝑁 ‘ { ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ∧ ¬ 𝑍 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) ) )
50 49 simprd ⊢ ( 𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ ( 𝑁 ‘ { 𝑋 , ( 𝑤 + 𝑌 ) } ) )