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Theorem baerlem5blem1 37519
Description: Lemma for baerlem5b 37525. (Contributed by NM, 9-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
baerlem3.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
baerlem3.m = (-g𝑊)
baerlem3.o 0 = (0g𝑊)
baerlem3.s = (LSSum‘𝑊)
baerlem3.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
baerlem3.w (𝜑𝑊 ∈ LVec)
baerlem3.x (𝜑𝑋𝑉)
baerlem3.c (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
baerlem3.d (𝜑 → (𝑁‘{𝑌}) ≠ (𝑁‘{𝑍}))
baerlem3.y (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
baerlem3.z (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
baerlem3.p + = (+g𝑊)
baerlem3.t · = ( ·𝑠𝑊)
baerlem3.r 𝑅 = (Scalar‘𝑊)
baerlem3.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
baerlem3.a = (+g𝑅)
baerlem3.l 𝐿 = (-g𝑅)
baerlem3.q 𝑄 = (0g𝑅)
baerlem3.i 𝐼 = (invg𝑅)
baerlem5b.a1 (𝜑𝑎𝐵)
baerlem5b.b1 (𝜑𝑏𝐵)
baerlem5b.d1 (𝜑𝑑𝐵)
baerlem5b.e1 (𝜑𝑒𝐵)
baerlem5b.j1 (𝜑𝑗 = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
baerlem5b.j2 (𝜑𝑗 = ((𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
Assertion
Ref Expression
baerlem5blem1 (𝜑𝑗 = ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)))

Proof of Theorem baerlem5blem1
StepHypRef Expression
1 baerlem3.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Base‘𝑊)
2 baerlem3.p . . . . . . . 8 + = (+g𝑊)
3 baerlem3.r . . . . . . . 8 𝑅 = (Scalar‘𝑊)
4 baerlem3.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝑅)
5 baerlem3.t . . . . . . . 8 · = ( ·𝑠𝑊)
6 eqid 2771 . . . . . . . 8 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
7 baerlem3.w . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
8 baerlem3.n . . . . . . . . 9 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
9 lveclmod 19319 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
107, 9syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
11 baerlem3.y . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
1211eldifad 3735 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑌𝑉)
13 baerlem3.z . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
1413eldifad 3735 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑍𝑉)
151, 6, 8, 10, 12, 14lspprcl 19191 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁‘{𝑌, 𝑍}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
16 baerlem3.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋𝑉)
17 baerlem3.c . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
18 baerlem5b.a1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑎𝐵)
19 baerlem5b.b1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑏𝐵)
201, 2, 5, 3, 4, 8, 10, 18, 19, 12, 14lsppreli 19303 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
213lmodring 19081 . . . . . . . . . . . 12 (𝑊 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Ring)
2210, 21syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
23 ringgrp 18760 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
25 baerlem5b.d1 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑑𝐵)
26 baerlem3.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (invg𝑅)
274, 26grpinvcl 17675 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝑑𝐵) → (𝐼𝑑) ∈ 𝐵)
2824, 25, 27syl2anc 573 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐼𝑑) ∈ 𝐵)
291, 2, 5, 3, 4, 8, 10, 28, 28, 12, 14lsppreli 19303 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
30 baerlem3.q . . . . . . . . . 10 𝑄 = (0g𝑅)
313, 4, 30lmod0cl 19099 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑄𝐵)
3210, 31syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝐵)
33 baerlem5b.e1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑒𝐵)
34 baerlem3.a . . . . . . . . . 10 = (+g𝑅)
353, 4, 34lmodacl 19084 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑑𝐵𝑒𝐵) → (𝑑 𝑒) ∈ 𝐵)
3610, 25, 33, 35syl3anc 1476 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑑 𝑒) ∈ 𝐵)
371, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑎𝐵𝑌𝑉) → (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉)
3810, 18, 12, 37syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉)
391, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑏𝐵𝑍𝑉) → (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉)
4010, 19, 14, 39syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉)
411, 2lmodvacl 19087 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉 ∧ (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉) → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉)
4210, 38, 40, 41syl3anc 1476 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉)
43 baerlem3.o . . . . . . . . . . . 12 0 = (0g𝑊)
441, 2, 43lmod0vlid 19103 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉) → ( 0 + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
4510, 42, 44syl2anc 573 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 0 + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
461, 3, 5, 30, 43lmod0vs 19106 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑄 · 𝑋) = 0 )
4710, 16, 46syl2anc 573 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑄 · 𝑋) = 0 )
4847oveq1d 6811 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑄 · 𝑋) + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = ( 0 + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))))
49 baerlem5b.j1 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑗 = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
5045, 48, 493eqtr4d 2815 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑄 · 𝑋) + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = 𝑗)
51 baerlem3.m . . . . . . . . . . . . 13 = (-g𝑊)
521, 2lmodvacl 19087 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 + 𝑍) ∈ 𝑉)
5310, 12, 14, 52syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑌 + 𝑍) ∈ 𝑉)
541, 5, 3, 4, 51, 10, 25, 16, 53lmodsubdi 19130 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) (𝑑 · (𝑌 + 𝑍))))
551, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑑𝐵𝑋𝑉) → (𝑑 · 𝑋) ∈ 𝑉)
5610, 25, 16, 55syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑑 · 𝑋) ∈ 𝑉)
571, 2, 51, 5, 3, 4, 26, 10, 25, 56, 53lmodsubvs 19129 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 · 𝑋) (𝑑 · (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍))))
581, 2, 3, 5, 4lmodvsdi 19096 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑌𝑉𝑍𝑉)) → ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
5910, 28, 12, 14, 58syl13anc 1478 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
6059oveq2d 6812 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 · 𝑋) + ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
6154, 57, 603eqtrd 2809 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
6261oveq1d 6811 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)) = (((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
63 baerlem5b.j2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑗 = ((𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
641, 2, 3, 5, 4, 34lmodvsdir 19097 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑑𝐵𝑒𝐵𝑋𝑉)) → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = ((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)))
6510, 25, 33, 16, 64syl13anc 1478 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = ((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)))
6665oveq1d 6811 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
67 lmodabl 19120 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Abel)
6810, 67syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑊 ∈ Abel)
691, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑒𝐵𝑋𝑉) → (𝑒 · 𝑋) ∈ 𝑉)
7010, 33, 16, 69syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑒 · 𝑋) ∈ 𝑉)
711, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑌𝑉) → ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉)
7210, 28, 12, 71syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉)
731, 3, 5, 4lmodvscl 19090 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑍𝑉) → ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉)
7410, 28, 14, 73syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉)
751, 2lmodvacl 19087 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉 ∧ ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉) → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉)
7610, 72, 74, 75syl3anc 1476 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉)
771, 2, 68, 56, 70, 76abl32 18421 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
7866, 77eqtrd 2805 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
7962, 63, 783eqtr4d 2815 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑗 = (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
8050, 79eqtrd 2805 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑄 · 𝑋) + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
811, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 15, 16, 17, 20, 29, 32, 36, 80lvecindp 19352 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑄 = (𝑑 𝑒) ∧ ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
8281simpld 482 . . . . . 6 (𝜑𝑄 = (𝑑 𝑒))
8382oveq1d 6811 . . . . 5 (𝜑 → (𝑄 · 𝑋) = ((𝑑 𝑒) · 𝑋))
8483, 47eqtr3d 2807 . . . 4 (𝜑 → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = 0 )
8584oveq1d 6811 . . 3 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
861, 2, 43lmod0vlid 19103 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉) → ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8710, 76, 86syl2anc 573 . . 3 (𝜑 → ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8885, 87eqtrd 2805 . 2 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8988, 79, 593eqtr4d 2815 1 (𝜑𝑗 = ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4   = wceq 1631  wcel 2145  wne 2943  cdif 3720  {csn 4317  {cpr 4319  cfv 6030  (class class class)co 6796  Basecbs 16064  +gcplusg 16149  Scalarcsca 16152   ·𝑠 cvsca 16153  0gc0g 16308  Grpcgrp 17630  invgcminusg 17631  -gcsg 17632  LSSumclsm 18256  Abelcabl 18401  Ringcrg 18755  LModclmod 19073  LSubSpclss 19142  LSpanclspn 19184  LVecclvec 19315
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4905  ax-sep 4916  ax-nul 4924  ax-pow 4975  ax-pr 5035  ax-un 7100  ax-cnex 10198  ax-resscn 10199  ax-1cn 10200  ax-icn 10201  ax-addcl 10202  ax-addrcl 10203  ax-mulcl 10204  ax-mulrcl 10205  ax-mulcom 10206  ax-addass 10207  ax-mulass 10208  ax-distr 10209  ax-i2m1 10210  ax-1ne0 10211  ax-1rid 10212  ax-rnegex 10213  ax-rrecex 10214  ax-cnre 10215  ax-pre-lttri 10216  ax-pre-lttrn 10217  ax-pre-ltadd 10218  ax-pre-mulgt0 10219
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4576  df-int 4613  df-iun 4657  df-br 4788  df-opab 4848  df-mpt 4865  df-tr 4888  df-id 5158  df-eprel 5163  df-po 5171  df-so 5172  df-fr 5209  df-we 5211  df-xp 5256  df-rel 5257  df-cnv 5258  df-co 5259  df-dm 5260  df-rn 5261  df-res 5262  df-ima 5263  df-pred 5822  df-ord 5868  df-on 5869  df-lim 5870  df-suc 5871  df-iota 5993  df-fun 6032  df-fn 6033  df-f 6034  df-f1 6035  df-fo 6036  df-f1o 6037  df-fv 6038  df-riota 6757  df-ov 6799  df-oprab 6800  df-mpt2 6801  df-om 7217  df-1st 7319  df-2nd 7320  df-tpos 7508  df-wrecs 7563  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-er 7900  df-en 8114  df-dom 8115  df-sdom 8116  df-pnf 10282  df-mnf 10283  df-xr 10284  df-ltxr 10285  df-le 10286  df-sub 10474  df-neg 10475  df-nn 11227  df-2 11285  df-3 11286  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-submnd 17544  df-grp 17633  df-minusg 17634  df-sbg 17635  df-subg 17799  df-cntz 17957  df-lsm 18258  df-cmn 18402  df-abl 18403  df-mgp 18698  df-ur 18710  df-ring 18757  df-oppr 18831  df-dvdsr 18849  df-unit 18850  df-invr 18880  df-drng 18959  df-lmod 19075  df-lss 19143  df-lsp 19185  df-lvec 19316
This theorem is referenced by:  baerlem5blem2  37522
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