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Theorem pjssmii

Description: Projection meet property. Remark in Kalmbach p. 66. Also Theorem 4.5(i)->(iv) of Beran p. 112. (Contributed by NM, 31-Oct-1999) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses pjidm.1 𝐻C
pjidm.2 𝐴 ∈ ℋ
pjsslem.1 𝐺C
Assertion pjssmii ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pjidm.1 𝐻C
2 pjidm.2 𝐴 ∈ ℋ
3 pjsslem.1 𝐺C
4 3 2 pjclii ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺
5 1 2 pjclii ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐻
6 ssel ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐻 → ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 ) )
7 5 6 mpi ( 𝐻𝐺 → ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 )
8 3 chshii 𝐺S
9 shsubcl ( ( 𝐺S ∧ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 ∧ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 ) → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 )
10 8 9 mp3an1 ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 ∧ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ 𝐺 ) → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 )
11 4 7 10 sylancr ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 )
12 1 2 3 pjsslem ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) )
13 1 3 chsscon3i ( 𝐻𝐺 ↔ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
14 1 choccli ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ∈ C
15 14 2 pjclii ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 )
16 3 choccli ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ∈ C
17 16 2 pjclii ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐺 )
18 ssel ( ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) → ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) → ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
19 17 18 mpi ( ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) → ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
20 14 chshii ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ∈ S
21 shsubcl ( ( ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ∈ S ∧ ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ∧ ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) → ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
22 20 21 mp3an1 ( ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ∧ ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) → ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
23 15 19 22 sylancr ( ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) → ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
24 13 23 sylbi ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj ‘ ( ⊥ ‘ 𝐺 ) ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
25 12 24 eqeltrrid ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
26 11 25 jca ( 𝐻𝐺 → ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 ∧ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
27 elin ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ↔ ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 ∧ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
28 3 14 chincli ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ∈ C
29 3 2 pjhclii ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ∈ ℋ
30 1 2 pjhclii ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ ℋ
31 29 30 hvsubcli ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℋ
32 28 31 pjchi ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ↔ ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) )
33 27 32 bitr3i ( ( ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ 𝐺 ∧ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ↔ ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) )
34 26 33 sylib ( 𝐻𝐺 → ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) )
35 28 29 30 pjsubii ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) − ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) )
36 28 29 pjhclii ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℋ
37 28 30 pjhclii ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℋ
38 36 37 hvsubvali ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) − ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) + ( - 1 · ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) )
39 inss1 ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ 𝐺
40 28 2 3 pjss2i ( ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ 𝐺 → ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) )
41 39 40 ax-mp ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 )
42 1 chshii 𝐻S
43 shococss ( 𝐻S𝐻 ⊆ ( ⊥ ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
44 42 43 ax-mp 𝐻 ⊆ ( ⊥ ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) )
45 inss2 ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 )
46 28 14 chsscon3i ( ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ↔ ( ⊥ ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ ( ⊥ ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) )
47 45 46 mpbi ( ⊥ ‘ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ⊆ ( ⊥ ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
48 44 47 sstri 𝐻 ⊆ ( ⊥ ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
49 48 5 sselii ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) )
50 28 30 pjoc2i ( ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ∈ ( ⊥ ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ↔ ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) = 0 )
51 49 50 mpbi ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) = 0
52 51 oveq2i ( - 1 · ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( - 1 · 0 )
53 neg1cn - 1 ∈ ℂ
54 hvmul0 ( - 1 ∈ ℂ → ( - 1 · 0 ) = 0 )
55 53 54 ax-mp ( - 1 · 0 ) = 0
56 52 55 eqtri ( - 1 · ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = 0
57 41 56 oveq12i ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) + ( - 1 · ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) + 0 )
58 28 2 pjhclii ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ℋ
59 ax-hvaddid ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) ∈ ℋ → ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) + 0 ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) )
60 58 59 ax-mp ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) + 0 ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 )
61 57 60 eqtri ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) + ( - 1 · ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 )
62 38 61 eqtri ( ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) ) − ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 )
63 35 62 eqtri ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 )
64 34 63 eqtr3di ( 𝐻𝐺 → ( ( ( proj𝐺 ) ‘ 𝐴 ) − ( ( proj𝐻 ) ‘ 𝐴 ) ) = ( ( proj ‘ ( 𝐺 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐻 ) ) ) ‘ 𝐴 ) )