Metamath Proof Explorer


Theorem ocvin

Description: An orthocomplement has trivial intersection with the original subspace. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses ocv2ss.o โŠข โŠฅ = ( ocv โ€˜ ๐‘Š )
ocvin.l โŠข ๐ฟ = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
ocvin.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
Assertion ocvin ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) = { 0 } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ocv2ss.o โŠข โŠฅ = ( ocv โ€˜ ๐‘Š )
2 ocvin.l โŠข ๐ฟ = ( LSubSp โ€˜ ๐‘Š )
3 ocvin.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
4 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
5 eqid โŠข ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š )
6 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
7 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
8 4 5 6 7 1 ocvi โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
9 8 ancoms โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
10 9 adantl โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
11 simpll โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ PreHil )
12 4 2 lssel โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐ฟ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
13 12 ad2ant2lr โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
14 6 5 4 7 3 ipeq0 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†” ๐‘ฅ = 0 ) )
15 11 13 14 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†” ๐‘ฅ = 0 ) )
16 10 15 mpbid โŠข ( ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ = 0 )
17 16 ex โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐‘ฅ = 0 ) )
18 elin โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) )
19 velsn โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ { 0 } โ†” ๐‘ฅ = 0 )
20 17 18 19 3imtr4g โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ { 0 } ) )
21 20 ssrdv โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โІ { 0 } )
22 phllmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
23 4 2 lssss โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐ฟ โ†’ ๐‘† โІ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
24 4 1 2 ocvlss โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โІ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ )
25 23 24 sylan2 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ )
26 2 lssincl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ โˆง ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โˆˆ ๐ฟ )
27 22 26 syl3an1 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ โˆง ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โˆˆ ๐ฟ )
28 25 27 mpd3an3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โˆˆ ๐ฟ )
29 3 2 lss0ss โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ { 0 } โІ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) )
30 22 28 29 syl2an2r โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ { 0 } โІ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) )
31 21 30 eqssd โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ ๐‘† ) ) = { 0 } )