MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  islinds2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem islinds2 20200
Description: Expanded property of an independent set of vectors. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
islindf.b 𝐵 = (Base‘𝑊)
islindf.v · = ( ·𝑠𝑊)
islindf.k 𝐾 = (LSpan‘𝑊)
islindf.s 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
islindf.n 𝑁 = (Base‘𝑆)
islindf.z 0 = (0g𝑆)
Assertion
Ref Expression
islinds2 (𝑊𝑌 → (𝐹 ∈ (LIndS‘𝑊) ↔ (𝐹𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝑁   𝑘,𝑊,𝑥   0 ,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑘)   𝑆(𝑥,𝑘)   · (𝑥,𝑘)   𝐾(𝑥,𝑘)   𝑁(𝑥)   𝑌(𝑥,𝑘)   0 (𝑥)

Proof of Theorem islinds2
StepHypRef Expression
1 islindf.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝑊)
21islinds 20196 . 2 (𝑊𝑌 → (𝐹 ∈ (LIndS‘𝑊) ↔ (𝐹𝐵 ∧ ( I ↾ 𝐹) LIndF 𝑊)))
3 fvex 6239 . . . . . . . 8 (Base‘𝑊) ∈ V
41, 3eqeltri 2726 . . . . . . 7 𝐵 ∈ V
54ssex 4835 . . . . . 6 (𝐹𝐵𝐹 ∈ V)
65adantl 481 . . . . 5 ((𝑊𝑌𝐹𝐵) → 𝐹 ∈ V)
7 resiexg 7144 . . . . 5 (𝐹 ∈ V → ( I ↾ 𝐹) ∈ V)
86, 7syl 17 . . . 4 ((𝑊𝑌𝐹𝐵) → ( I ↾ 𝐹) ∈ V)
9 islindf.v . . . . 5 · = ( ·𝑠𝑊)
10 islindf.k . . . . 5 𝐾 = (LSpan‘𝑊)
11 islindf.s . . . . 5 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
12 islindf.n . . . . 5 𝑁 = (Base‘𝑆)
13 islindf.z . . . . 5 0 = (0g𝑆)
141, 9, 10, 11, 12, 13islindf 20199 . . . 4 ((𝑊𝑌 ∧ ( I ↾ 𝐹) ∈ V) → (( I ↾ 𝐹) LIndF 𝑊 ↔ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))))))
158, 14syldan 486 . . 3 ((𝑊𝑌𝐹𝐵) → (( I ↾ 𝐹) LIndF 𝑊 ↔ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))))))
1615pm5.32da 674 . 2 (𝑊𝑌 → ((𝐹𝐵 ∧ ( I ↾ 𝐹) LIndF 𝑊) ↔ (𝐹𝐵 ∧ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥})))))))
17 f1oi 6212 . . . . . . . . 9 ( I ↾ 𝐹):𝐹1-1-onto𝐹
18 f1of 6175 . . . . . . . . 9 (( I ↾ 𝐹):𝐹1-1-onto𝐹 → ( I ↾ 𝐹):𝐹𝐹)
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . 8 ( I ↾ 𝐹):𝐹𝐹
20 dmresi 5492 . . . . . . . . 9 dom ( I ↾ 𝐹) = 𝐹
2120feq2i 6075 . . . . . . . 8 (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐹 ↔ ( I ↾ 𝐹):𝐹𝐹)
2219, 21mpbir 221 . . . . . . 7 ( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐹
23 fss 6094 . . . . . . 7 ((( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐹𝐹𝐵) → ( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵)
2422, 23mpan 706 . . . . . 6 (𝐹𝐵 → ( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵)
2524biantrurd 528 . . . . 5 (𝐹𝐵 → (∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})) ↔ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))))
2620raleqi 3172 . . . . . . 7 (∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))))
27 fvresi 6480 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐹 → (( I ↾ 𝐹)‘𝑥) = 𝑥)
2827oveq2d 6706 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐹 → (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) = (𝑘 · 𝑥))
2920difeq1i 3757 . . . . . . . . . . . . . . 15 (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}) = (𝐹 ∖ {𝑥})
3029imaeq2i 5499 . . . . . . . . . . . . . 14 (( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥})) = (( I ↾ 𝐹) “ (𝐹 ∖ {𝑥}))
31 difss 3770 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ∖ {𝑥}) ⊆ 𝐹
32 resiima 5515 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∖ {𝑥}) ⊆ 𝐹 → (( I ↾ 𝐹) “ (𝐹 ∖ {𝑥})) = (𝐹 ∖ {𝑥}))
3331, 32ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (( I ↾ 𝐹) “ (𝐹 ∖ {𝑥})) = (𝐹 ∖ {𝑥})
3430, 33eqtri 2673 . . . . . . . . . . . . 13 (( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥})) = (𝐹 ∖ {𝑥})
3534fveq2i 6232 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) = (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))
3635a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐹 → (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) = (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))
3728, 36eleq12d 2724 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐹 → ((𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
3837notbid 307 . . . . . . . . 9 (𝑥𝐹 → (¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
3938ralbidv 3015 . . . . . . . 8 (𝑥𝐹 → (∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ ∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
4039ralbiia 3008 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))
4126, 40bitri 264 . . . . . 6 (∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))) ↔ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))
4241anbi2i 730 . . . . 5 ((( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥})))) ↔ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
4325, 42syl6rbbr 279 . . . 4 (𝐹𝐵 → ((( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥})))) ↔ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
4443pm5.32i 670 . . 3 ((𝐹𝐵 ∧ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))))) ↔ (𝐹𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥}))))
4544a1i 11 . 2 (𝑊𝑌 → ((𝐹𝐵 ∧ (( I ↾ 𝐹):dom ( I ↾ 𝐹)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ dom ( I ↾ 𝐹)∀𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · (( I ↾ 𝐹)‘𝑥)) ∈ (𝐾‘(( I ↾ 𝐹) “ (dom ( I ↾ 𝐹) ∖ {𝑥}))))) ↔ (𝐹𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))))
462, 16, 453bitrd 294 1 (𝑊𝑌 → (𝐹 ∈ (LIndS‘𝑊) ↔ (𝐹𝐵 ∧ ∀𝑥𝐹𝑘 ∈ (𝑁 ∖ { 0 }) ¬ (𝑘 · 𝑥) ∈ (𝐾‘(𝐹 ∖ {𝑥})))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wral 2941  Vcvv 3231  cdif 3604  wss 3607  {csn 4210   class class class wbr 4685   I cid 5052  dom cdm 5143  cres 5145  cima 5146  wf 5922  1-1-ontowf1o 5925  cfv 5926  (class class class)co 6690  Basecbs 15904  Scalarcsca 15991   ·𝑠 cvsca 15992  0gc0g 16147  LSpanclspn 19019   LIndF clindf 20191  LIndSclinds 20192
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ral 2946  df-rex 2947  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-op 4217  df-uni 4469  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-id 5053  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-ov 6693  df-lindf 20193  df-linds 20194
This theorem is referenced by:  lindsind  20204  lindfrn  20208  islbs4  20219  lindsenlbs  33534  lindslininds  42578
  Copyright terms: Public domain W3C validator