Users' Mathboxes Mathbox for Norm Megill < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mapdval4N Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mapdval4N 37442
Description: Value of projectivity from vector space H to dual space. TODO: 1. This is shorter than others - make it the official def? (but is not as obvious that it is 𝐶) 2. The unneeded direction of lcfl8a 37313 has awkward - add another thm with only one direction of it? 3. Swap 𝑂‘{𝑣} and 𝐿𝑓? (Contributed by NM, 31-Jan-2015.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
mapdval4.h 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
mapdval4.u 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
mapdval4.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑈)
mapdval4.f 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
mapdval4.l 𝐿 = (LKer‘𝑈)
mapdval4.o 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
mapdval4.m 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
mapdval4.k (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
mapdval4.t (𝜑𝑇𝑆)
Assertion
Ref Expression
mapdval4N (𝜑 → (𝑀𝑇) = {𝑓𝐹 ∣ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)})
Distinct variable groups:   𝑣,𝑓,𝐹   𝑓,𝐾   𝑣,𝐿   𝑣,𝑂   𝑇,𝑓,𝑣   𝑣,𝑈   𝑓,𝑊   𝜑,𝑓,𝑣
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑣,𝑓)   𝑈(𝑓)   𝐻(𝑣,𝑓)   𝐾(𝑣)   𝐿(𝑓)   𝑀(𝑣,𝑓)   𝑂(𝑓)   𝑊(𝑣)

Proof of Theorem mapdval4N
Dummy variables 𝑔 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mapdval4.h . . 3 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
2 mapdval4.u . . 3 𝑈 = ((DVecH‘𝐾)‘𝑊)
3 mapdval4.s . . 3 𝑆 = (LSubSp‘𝑈)
4 eqid 2761 . . 3 (LSpan‘𝑈) = (LSpan‘𝑈)
5 mapdval4.f . . 3 𝐹 = (LFnl‘𝑈)
6 mapdval4.l . . 3 𝐿 = (LKer‘𝑈)
7 mapdval4.o . . 3 𝑂 = ((ocH‘𝐾)‘𝑊)
8 mapdval4.m . . 3 𝑀 = ((mapd‘𝐾)‘𝑊)
9 mapdval4.k . . 3 (𝜑 → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
10 mapdval4.t . . 3 (𝜑𝑇𝑆)
11 eqid 2761 . . 3 {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} = {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)}
121, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11mapdval2N 37440 . 2 (𝜑 → (𝑀𝑇) = {𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ∣ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})})
1311lcfl1lem 37301 . . . . . 6 (𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ↔ (𝑓𝐹 ∧ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓)))
1413anbi1i 733 . . . . 5 ((𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ ((𝑓𝐹 ∧ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓)) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
15 anass 684 . . . . 5 (((𝑓𝐹 ∧ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓)) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ (𝑓𝐹 ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))))
1614, 15bitri 264 . . . 4 ((𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ (𝑓𝐹 ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))))
17 r19.42v 3231 . . . . . 6 (∃𝑣𝑇 ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
18 simprr 813 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))
1918fveq2d 6358 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝑂‘((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
20 simprl 811 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓))
21 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
229adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑓𝐹) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
2322adantr 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
2423adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
2510adantr 472 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑓𝐹) → 𝑇𝑆)
2621, 3lssel 19161 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑇𝑆𝑣𝑇) → 𝑣 ∈ (Base‘𝑈))
2725, 26sylan 489 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) → 𝑣 ∈ (Base‘𝑈))
2827snssd 4486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) → {𝑣} ⊆ (Base‘𝑈))
2928adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → {𝑣} ⊆ (Base‘𝑈))
301, 2, 7, 21, 4, 24, 29dochocsp 37189 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝑂‘((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) = (𝑂‘{𝑣}))
3119, 20, 303eqtr3rd 2804 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) → (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓))
3227adantr 472 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → 𝑣 ∈ (Base‘𝑈))
33 simpr 479 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓))
3433eqcomd 2767 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → (𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑣}))
35 sneq 4332 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = 𝑣 → {𝑤} = {𝑣})
3635fveq2d 6358 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = 𝑣 → (𝑂‘{𝑤}) = (𝑂‘{𝑣}))
3736eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑣 → ((𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑤}) ↔ (𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑣})))
3837rspcev 3450 . . . . . . . . . . 11 ((𝑣 ∈ (Base‘𝑈) ∧ (𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑣})) → ∃𝑤 ∈ (Base‘𝑈)(𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑤}))
3932, 34, 38syl2anc 696 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → ∃𝑤 ∈ (Base‘𝑈)(𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑤}))
4023adantr 472 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻))
41 simpllr 817 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → 𝑓𝐹)
421, 7, 2, 21, 5, 6, 40, 41lcfl8a 37313 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ↔ ∃𝑤 ∈ (Base‘𝑈)(𝐿𝑓) = (𝑂‘{𝑤})))
4339, 42mpbird 247 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓))
441, 2, 7, 21, 4, 23, 27dochocsn 37191 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) → (𝑂‘(𝑂‘{𝑣})) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))
45 fveq2 6354 . . . . . . . . . . 11 ((𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓) → (𝑂‘(𝑂‘{𝑣})) = (𝑂‘(𝐿𝑓)))
4644, 45sylan9req 2816 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}) = (𝑂‘(𝐿𝑓)))
4746eqcomd 2767 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))
4843, 47jca 555 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) ∧ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)) → ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})))
4931, 48impbida 913 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓𝐹) ∧ 𝑣𝑇) → (((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)))
5049rexbidva 3188 . . . . . 6 ((𝜑𝑓𝐹) → (∃𝑣𝑇 ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)))
5117, 50syl5bbr 274 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝐹) → (((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)))
5251pm5.32da 676 . . . 4 (𝜑 → ((𝑓𝐹 ∧ ((𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑓))) = (𝐿𝑓) ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣}))) ↔ (𝑓𝐹 ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓))))
5316, 52syl5bb 272 . . 3 (𝜑 → ((𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})) ↔ (𝑓𝐹 ∧ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓))))
5453rabbidva2 3327 . 2 (𝜑 → {𝑓 ∈ {𝑔𝐹 ∣ (𝑂‘(𝑂‘(𝐿𝑔))) = (𝐿𝑔)} ∣ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘(𝐿𝑓)) = ((LSpan‘𝑈)‘{𝑣})} = {𝑓𝐹 ∣ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)})
5512, 54eqtrd 2795 1 (𝜑 → (𝑀𝑇) = {𝑓𝐹 ∣ ∃𝑣𝑇 (𝑂‘{𝑣}) = (𝐿𝑓)})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1632  wcel 2140  wrex 3052  {crab 3055  wss 3716  {csn 4322  cfv 6050  Basecbs 16080  LSubSpclss 19155  LSpanclspn 19194  LFnlclfn 34866  LKerclk 34894  HLchlt 35159  LHypclh 35792  DVecHcdvh 36888  ocHcoch 37157  mapdcmpd 37434
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1989  ax-6 2055  ax-7 2091  ax-8 2142  ax-9 2149  ax-10 2169  ax-11 2184  ax-12 2197  ax-13 2392  ax-ext 2741  ax-rep 4924  ax-sep 4934  ax-nul 4942  ax-pow 4993  ax-pr 5056  ax-un 7116  ax-cnex 10205  ax-resscn 10206  ax-1cn 10207  ax-icn 10208  ax-addcl 10209  ax-addrcl 10210  ax-mulcl 10211  ax-mulrcl 10212  ax-mulcom 10213  ax-addass 10214  ax-mulass 10215  ax-distr 10216  ax-i2m1 10217  ax-1ne0 10218  ax-1rid 10219  ax-rnegex 10220  ax-rrecex 10221  ax-cnre 10222  ax-pre-lttri 10223  ax-pre-lttrn 10224  ax-pre-ltadd 10225  ax-pre-mulgt0 10226  ax-riotaBAD 34761
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2048  df-eu 2612  df-mo 2613  df-clab 2748  df-cleq 2754  df-clel 2757  df-nfc 2892  df-ne 2934  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3343  df-sbc 3578  df-csb 3676  df-dif 3719  df-un 3721  df-in 3723  df-ss 3730  df-pss 3732  df-nul 4060  df-if 4232  df-pw 4305  df-sn 4323  df-pr 4325  df-tp 4327  df-op 4329  df-uni 4590  df-int 4629  df-iun 4675  df-iin 4676  df-br 4806  df-opab 4866  df-mpt 4883  df-tr 4906  df-id 5175  df-eprel 5180  df-po 5188  df-so 5189  df-fr 5226  df-we 5228  df-xp 5273  df-rel 5274  df-cnv 5275  df-co 5276  df-dm 5277  df-rn 5278  df-res 5279  df-ima 5280  df-pred 5842  df-ord 5888  df-on 5889  df-lim 5890  df-suc 5891  df-iota 6013  df-fun 6052  df-fn 6053  df-f 6054  df-f1 6055  df-fo 6056  df-f1o 6057  df-fv 6058  df-riota 6776  df-ov 6818  df-oprab 6819  df-mpt2 6820  df-om 7233  df-1st 7335  df-2nd 7336  df-tpos 7523  df-undef 7570  df-wrecs 7578  df-recs 7639  df-rdg 7677  df-1o 7731  df-oadd 7735  df-er 7914  df-map 8028  df-en 8125  df-dom 8126  df-sdom 8127  df-fin 8128  df-pnf 10289  df-mnf 10290  df-xr 10291  df-ltxr 10292  df-le 10293  df-sub 10481  df-neg 10482  df-nn 11234  df-2 11292  df-3 11293  df-4 11294  df-5 11295  df-6 11296  df-n0 11506  df-z 11591  df-uz 11901  df-fz 12541  df-struct 16082  df-ndx 16083  df-slot 16084  df-base 16086  df-sets 16087  df-ress 16088  df-plusg 16177  df-mulr 16178  df-sca 16180  df-vsca 16181  df-0g 16325  df-preset 17150  df-poset 17168  df-plt 17180  df-lub 17196  df-glb 17197  df-join 17198  df-meet 17199  df-p0 17261  df-p1 17262  df-lat 17268  df-clat 17330  df-mgm 17464  df-sgrp 17506  df-mnd 17517  df-submnd 17558  df-grp 17647  df-minusg 17648  df-sbg 17649  df-subg 17813  df-cntz 17971  df-lsm 18272  df-cmn 18416  df-abl 18417  df-mgp 18711  df-ur 18723  df-ring 18770  df-oppr 18844  df-dvdsr 18862  df-unit 18863  df-invr 18893  df-dvr 18904  df-drng 18972  df-lmod 19088  df-lss 19156  df-lsp 19195  df-lvec 19326  df-lsatoms 34785  df-lshyp 34786  df-lfl 34867  df-lkr 34895  df-oposet 34985  df-ol 34987  df-oml 34988  df-covers 35075  df-ats 35076  df-atl 35107  df-cvlat 35131  df-hlat 35160  df-llines 35306  df-lplanes 35307  df-lvols 35308  df-lines 35309  df-psubsp 35311  df-pmap 35312  df-padd 35604  df-lhyp 35796  df-laut 35797  df-ldil 35912  df-ltrn 35913  df-trl 35968  df-tgrp 36552  df-tendo 36564  df-edring 36566  df-dveca 36812  df-disoa 36839  df-dvech 36889  df-dib 36949  df-dic 36983  df-dih 37039  df-doch 37158  df-djh 37205  df-mapd 37435
This theorem is referenced by:  mapdval5N  37443  mapd1dim2lem1N  37454
  Copyright terms: Public domain W3C validator