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

Theorem obselocv 20120
Description: A basis element is in the orthocomplement of a subset of the basis iff it is not in the subset. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Oct-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
obselocv.o = (ocv‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
obselocv ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ ¬ 𝐴𝐶))

Proof of Theorem obselocv
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2651 . . . . . . 7 (0g𝑊) = (0g𝑊)
21obsne0 20117 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐴𝐵) → 𝐴 ≠ (0g𝑊))
323adant2 1100 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐴 ≠ (0g𝑊))
4 elin 3829 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (𝐶 ∩ ( 𝐶)) ↔ (𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)))
5 obsrcl 20115 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) → 𝑊 ∈ PreHil)
653ad2ant1 1102 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝑊 ∈ PreHil)
7 phllmod 20023 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝑊 ∈ LMod)
9 simp2 1082 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐶𝐵)
10 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
1110obsss 20116 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑊))
12113ad2ant1 1102 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑊))
139, 12sstrd 3646 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐶 ⊆ (Base‘𝑊))
14 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . 13 (LSpan‘𝑊) = (LSpan‘𝑊)
1510, 14lspssid 19033 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶 ⊆ (Base‘𝑊)) → 𝐶 ⊆ ((LSpan‘𝑊)‘𝐶))
168, 13, 15syl2anc 694 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐶 ⊆ ((LSpan‘𝑊)‘𝐶))
17 ssrin 3871 . . . . . . . . . . 11 (𝐶 ⊆ ((LSpan‘𝑊)‘𝐶) → (𝐶 ∩ ( 𝐶)) ⊆ (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( 𝐶)))
1816, 17syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐶 ∩ ( 𝐶)) ⊆ (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( 𝐶)))
19 obselocv.o . . . . . . . . . . . . . 14 = (ocv‘𝑊)
2010, 19, 14ocvlsp 20068 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐶 ⊆ (Base‘𝑊)) → ( ‘((LSpan‘𝑊)‘𝐶)) = ( 𝐶))
216, 13, 20syl2anc 694 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → ( ‘((LSpan‘𝑊)‘𝐶)) = ( 𝐶))
2221ineq2d 3847 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( ‘((LSpan‘𝑊)‘𝐶))) = (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( 𝐶)))
23 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . 14 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
2410, 23, 14lspcl 19024 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶 ⊆ (Base‘𝑊)) → ((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∈ (LSubSp‘𝑊))
258, 13, 24syl2anc 694 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → ((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∈ (LSubSp‘𝑊))
2619, 23, 1ocvin 20066 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ ((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∈ (LSubSp‘𝑊)) → (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( ‘((LSpan‘𝑊)‘𝐶))) = {(0g𝑊)})
276, 25, 26syl2anc 694 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( ‘((LSpan‘𝑊)‘𝐶))) = {(0g𝑊)})
2822, 27eqtr3d 2687 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (((LSpan‘𝑊)‘𝐶) ∩ ( 𝐶)) = {(0g𝑊)})
2918, 28sseqtrd 3674 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐶 ∩ ( 𝐶)) ⊆ {(0g𝑊)})
3029sseld 3635 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ∈ (𝐶 ∩ ( 𝐶)) → 𝐴 ∈ {(0g𝑊)}))
314, 30syl5bir 233 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → ((𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)) → 𝐴 ∈ {(0g𝑊)}))
32 elsni 4227 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ {(0g𝑊)} → 𝐴 = (0g𝑊))
3331, 32syl6 35 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → ((𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)) → 𝐴 = (0g𝑊)))
3433necon3ad 2836 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ≠ (0g𝑊) → ¬ (𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶))))
353, 34mpd 15 . . . 4 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → ¬ (𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)))
36 imnan 437 . . . 4 ((𝐴𝐶 → ¬ 𝐴 ∈ ( 𝐶)) ↔ ¬ (𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)))
3735, 36sylibr 224 . . 3 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴𝐶 → ¬ 𝐴 ∈ ( 𝐶)))
3837con2d 129 . 2 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ∈ ( 𝐶) → ¬ 𝐴𝐶))
39 simpr 476 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → 𝑥𝐶)
40 eleq1 2718 . . . . . . 7 (𝐴 = 𝑥 → (𝐴𝐶𝑥𝐶))
4139, 40syl5ibrcom 237 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐴 = 𝑥𝐴𝐶))
4241con3d 148 . . . . 5 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → (¬ 𝐴𝐶 → ¬ 𝐴 = 𝑥))
43 simpl1 1084 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → 𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊))
44 simpl3 1086 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → 𝐴𝐵)
459sselda 3636 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → 𝑥𝐵)
46 eqid 2651 . . . . . . . 8 (·𝑖𝑊) = (·𝑖𝑊)
47 eqid 2651 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
48 eqid 2651 . . . . . . . 8 (1r‘(Scalar‘𝑊)) = (1r‘(Scalar‘𝑊))
49 eqid 2651 . . . . . . . 8 (0g‘(Scalar‘𝑊)) = (0g‘(Scalar‘𝑊))
5010, 46, 47, 48, 49obsip 20113 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐴𝐵𝑥𝐵) → (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = if(𝐴 = 𝑥, (1r‘(Scalar‘𝑊)), (0g‘(Scalar‘𝑊))))
5143, 44, 45, 50syl3anc 1366 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = if(𝐴 = 𝑥, (1r‘(Scalar‘𝑊)), (0g‘(Scalar‘𝑊))))
52 iffalse 4128 . . . . . . 7 𝐴 = 𝑥 → if(𝐴 = 𝑥, (1r‘(Scalar‘𝑊)), (0g‘(Scalar‘𝑊))) = (0g‘(Scalar‘𝑊)))
5352eqeq2d 2661 . . . . . 6 𝐴 = 𝑥 → ((𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = if(𝐴 = 𝑥, (1r‘(Scalar‘𝑊)), (0g‘(Scalar‘𝑊))) ↔ (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
5451, 53syl5ibcom 235 . . . . 5 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → (¬ 𝐴 = 𝑥 → (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
5542, 54syld 47 . . . 4 (((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) ∧ 𝑥𝐶) → (¬ 𝐴𝐶 → (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
5655ralrimdva 2998 . . 3 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (¬ 𝐴𝐶 → ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
57 simp3 1083 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐴𝐵)
5812, 57sseldd 3637 . . . 4 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → 𝐴 ∈ (Base‘𝑊))
5910, 46, 47, 49, 19elocv 20060 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ (𝐶 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑊) ∧ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
60 df-3an 1056 . . . . . 6 ((𝐶 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑊) ∧ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))) ↔ ((𝐶 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑊)) ∧ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
6159, 60bitri 264 . . . . 5 (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ ((𝐶 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑊)) ∧ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
6261baib 964 . . . 4 ((𝐶 ⊆ (Base‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
6313, 58, 62syl2anc 694 . . 3 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ ∀𝑥𝐶 (𝐴(·𝑖𝑊)𝑥) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
6456, 63sylibrd 249 . 2 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (¬ 𝐴𝐶𝐴 ∈ ( 𝐶)))
6538, 64impbid 202 1 ((𝐵 ∈ (OBasis‘𝑊) ∧ 𝐶𝐵𝐴𝐵) → (𝐴 ∈ ( 𝐶) ↔ ¬ 𝐴𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  cin 3606  wss 3607  ifcif 4119  {csn 4210  cfv 5926  (class class class)co 6690  Basecbs 15904  Scalarcsca 15991  ·𝑖cip 15993  0gc0g 16147  1rcur 18547  LModclmod 18911  LSubSpclss 18980  LSpanclspn 19019  PreHilcphl 20017  ocvcocv 20052  OBasiscobs 20094
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-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  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-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  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-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  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-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-tpos 7397  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-0g 16149  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-mhm 17382  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-ghm 17705  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-oppr 18669  df-dvdsr 18687  df-unit 18688  df-rnghom 18763  df-drng 18797  df-staf 18893  df-srng 18894  df-lmod 18913  df-lss 18981  df-lsp 19020  df-lmhm 19070  df-lvec 19151  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-phl 20019  df-ocv 20055  df-obs 20097
This theorem is referenced by:  obs2ss  20121  obslbs  20122
  Copyright terms: Public domain W3C validator