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

Theorem dvhopellsm 31915
Description: Ordered pair membership in a subspace sum. (Contributed by NM, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
dvhopellsm.h  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
dvhopellsm.u  |-  U  =  ( ( DVecH `  K
) `  W )
dvhopellsm.a  |-  .+  =  ( +g  `  U )
dvhopellsm.s  |-  S  =  ( LSubSp `  U )
dvhopellsm.p  |-  .(+)  =  (
LSSum `  U )
Assertion
Ref Expression
dvhopellsm  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, w, y, z,  .+    w, F, x, y, z    x, H, y    x, K, y   
x, S, y    w, T, x, y, z    x, W, y    w, X, x, y, z    w, Y, x, y, z
Allowed substitution hints:    .(+) ( x, y,
z, w)    S( z, w)    U( x, y, z, w)    H( z, w)    K( z, w)    W( z, w)

Proof of Theorem dvhopellsm
Dummy variables  v  u are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvhopellsm.h . . . . . . 7  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
2 dvhopellsm.u . . . . . . 7  |-  U  =  ( ( DVecH `  K
) `  W )
3 id 20 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  ( K  e.  HL  /\  W  e.  H ) )
41, 2, 3dvhlmod 31908 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  U  e.  LMod )
543ad2ant1 978 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  U  e.  LMod )
6 dvhopellsm.s . . . . . 6  |-  S  =  ( LSubSp `  U )
76lsssssubg 16034 . . . . 5  |-  ( U  e.  LMod  ->  S  C_  (SubGrp `  U ) )
85, 7syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  S  C_  (SubGrp `  U ) )
9 simp2 958 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  e.  S )
108, 9sseldd 3349 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  e.  (SubGrp `  U ) )
11 simp3 959 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  e.  S )
128, 11sseldd 3349 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  e.  (SubGrp `  U ) )
13 dvhopellsm.a . . . 4  |-  .+  =  ( +g  `  U )
14 dvhopellsm.p . . . 4  |-  .(+)  =  (
LSSum `  U )
1513, 14lsmelval 15283 . . 3  |-  ( ( X  e.  (SubGrp `  U )  /\  Y  e.  (SubGrp `  U )
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v ) ) )
1610, 12, 15syl2anc 643 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v ) ) )
17 eqid 2436 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  U )  =  (
Base `  U )
1817, 6lssss 16013 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  S  ->  Y  C_  ( Base `  U
) )
19183ad2ant3 980 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  C_  ( Base `  U ) )
20 eqid 2436 . . . . . . . 8  |-  ( (
LTrn `  K ) `  W )  =  ( ( LTrn `  K
) `  W )
21 eqid 2436 . . . . . . . 8  |-  ( (
TEndo `  K ) `  W )  =  ( ( TEndo `  K ) `  W )
221, 20, 21, 2, 17dvhvbase 31885 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  ( Base `  U
)  =  ( ( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
23223ad2ant1 978 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( Base `  U )  =  ( ( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
2419, 23sseqtrd 3384 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Y  C_  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
25 relxp 4983 . . . . 5  |-  Rel  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
)
26 relss 4963 . . . . 5  |-  ( Y 
C_  ( ( (
LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  -> 
( Rel  ( (
( LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  ->  Rel  Y ) )
2724, 25, 26ee10 1385 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Rel  Y )
28 oveq2 6089 . . . . . 6  |-  ( v  =  <. z ,  w >.  ->  ( u  .+  v )  =  ( u  .+  <. z ,  w >. ) )
2928eqeq2d 2447 . . . . 5  |-  ( v  =  <. z ,  w >.  ->  ( <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  v )  <->  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) )
3029exopxfr2 6411 . . . 4  |-  ( Rel 
Y  ->  ( E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3127, 30syl 16 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3231rexbidv 2726 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. v  e.  Y  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  v )  <->  E. u  e.  X  E. z E. w (
<. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) ) ) )
3317, 6lssss 16013 . . . . . . 7  |-  ( X  e.  S  ->  X  C_  ( Base `  U
) )
34333ad2ant2 979 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  C_  ( Base `  U ) )
3534, 23sseqtrd 3384 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  X  C_  (
( ( LTrn `  K
) `  W )  X.  ( ( TEndo `  K
) `  W )
) )
36 relss 4963 . . . . 5  |-  ( X 
C_  ( ( (
LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  -> 
( Rel  ( (
( LTrn `  K ) `  W )  X.  (
( TEndo `  K ) `  W ) )  ->  Rel  X ) )
3735, 25, 36ee10 1385 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  Rel  X )
38 oveq1 6088 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( u  .+  <.
z ,  w >. )  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
)
3938eqeq2d 2447 . . . . . . 7  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. )  <->  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )
4039anbi2d 685 . . . . . 6  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) ) )
41402exbidv 1638 . . . . 5  |-  ( u  =  <. x ,  y
>.  ->  ( E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u  .+  <.
z ,  w >. ) )  <->  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4241exopxfr2 6411 . . . 4  |-  ( Rel 
X  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) ) )
4337, 42syl 16 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) ) )
44 19.42vv 1930 . . . . 5  |-  ( E. z E. w (
<. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w
( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
45 anass 631 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) )  <->  ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
46452exbii 1593 . . . . . . 7  |-  ( E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. z E. w ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  (
<. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4746bicomi 194 . . . . . 6  |-  ( E. z E. w (
<. x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )
4847a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. z E. w ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
4944, 48syl5bbr 251 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( ( <. x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )  <->  E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
50492exbidv 1638 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. x E. y ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  E. z E. w ( <. z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( <. x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. )
) )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
5143, 50bitrd 245 . 2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( E. u  e.  X  E. z E. w ( <.
z ,  w >.  e.  Y  /\  <. F ,  T >.  =  ( u 
.+  <. z ,  w >. ) )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <.
x ,  y >.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
5216, 32, 513bitrd 271 1  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  X  e.  S  /\  Y  e.  S
)  ->  ( <. F ,  T >.  e.  ( X  .(+)  Y )  <->  E. x E. y E. z E. w ( ( <. x ,  y
>.  e.  X  /\  <. z ,  w >.  e.  Y
)  /\  <. F ,  T >.  =  ( <.
x ,  y >.  .+  <. z ,  w >. ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   E.wex 1550    = wceq 1652    e. wcel 1725   E.wrex 2706    C_ wss 3320   <.cop 3817    X. cxp 4876   Rel wrel 4883   ` cfv 5454  (class class class)co 6081   Basecbs 13469   +g cplusg 13529  SubGrpcsubg 14938   LSSumclsm 15268   LModclmod 15950   LSubSpclss 16008   HLchlt 30148   LHypclh 30781   LTrncltrn 30898   TEndoctendo 31549   DVecHcdvh 31876
This theorem is referenced by:  diblsmopel  31969  dihopelvalcpre  32046  xihopellsmN  32052  dihopellsm  32053
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2417  ax-rep 4320  ax-sep 4330  ax-nul 4338  ax-pow 4377  ax-pr 4403  ax-un 4701  ax-cnex 9046  ax-resscn 9047  ax-1cn 9048  ax-icn 9049  ax-addcl 9050  ax-addrcl 9051  ax-mulcl 9052  ax-mulrcl 9053  ax-mulcom 9054  ax-addass 9055  ax-mulass 9056  ax-distr 9057  ax-i2m1 9058  ax-1ne0 9059  ax-1rid 9060  ax-rnegex 9061  ax-rrecex 9062  ax-cnre 9063  ax-pre-lttri 9064  ax-pre-lttrn 9065  ax-pre-ltadd 9066  ax-pre-mulgt0 9067
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-fal 1329  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2285  df-mo 2286  df-clab 2423  df-cleq 2429  df-clel 2432  df-nfc 2561  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rmo 2713  df-rab 2714  df-v 2958  df-sbc 3162  df-csb 3252  df-dif 3323  df-un 3325  df-in 3327  df-ss 3334  df-pss 3336  df-nul 3629  df-if 3740  df-pw 3801  df-sn 3820  df-pr 3821  df-tp 3822  df-op 3823  df-uni 4016  df-int 4051  df-iun 4095  df-iin 4096  df-br 4213  df-opab 4267  df-mpt 4268  df-tr 4303  df-eprel 4494  df-id 4498  df-po 4503  df-so 4504  df-fr 4541  df-we 4543  df-ord 4584  df-on 4585  df-lim 4586  df-suc 4587  df-om 4846  df-xp 4884  df-rel 4885  df-cnv 4886  df-co 4887  df-dm 4888  df-rn 4889  df-res 4890  df-ima 4891  df-iota 5418  df-fun 5456  df-fn 5457  df-f 5458  df-f1 5459  df-fo 5460  df-f1o 5461  df-fv 5462  df-ov 6084  df-oprab 6085  df-mpt2 6086  df-1st 6349  df-2nd 6350  df-tpos 6479  df-undef 6543  df-riota 6549  df-recs 6633  df-rdg 6668  df-1o 6724  df-oadd 6728  df-er 6905  df-map 7020  df-en 7110  df-dom 7111  df-sdom 7112  df-fin 7113  df-pnf 9122  df-mnf 9123  df-xr 9124  df-ltxr 9125  df-le 9126  df-sub 9293  df-neg 9294  df-nn 10001  df-2 10058  df-3 10059  df-4 10060  df-5 10061  df-6 10062  df-n0 10222  df-z 10283  df-uz 10489  df-fz 11044  df-struct 13471  df-ndx 13472  df-slot 13473  df-base 13474  df-sets 13475  df-ress 13476  df-plusg 13542  df-mulr 13543  df-sca 13545  df-vsca 13546  df-0g 13727  df-poset 14403  df-plt 14415  df-lub 14431  df-glb 14432  df-join 14433  df-meet 14434  df-p0 14468  df-p1 14469  df-lat 14475  df-clat 14537  df-mnd 14690  df-grp 14812  df-minusg 14813  df-sbg 14814  df-subg 14941  df-lsm 15270  df-mgp 15649  df-rng 15663  df-ur 15665  df-oppr 15728  df-dvdsr 15746  df-unit 15747  df-invr 15777  df-dvr 15788  df-drng 15837  df-lmod 15952  df-lss 16009  df-lvec 16175  df-oposet 29974  df-ol 29976  df-oml 29977  df-covers 30064  df-ats 30065  df-atl 30096  df-cvlat 30120  df-hlat 30149  df-llines 30295  df-lplanes 30296  df-lvols 30297  df-lines 30298  df-psubsp 30300  df-pmap 30301  df-padd 30593  df-lhyp 30785  df-laut 30786  df-ldil 30901  df-ltrn 30902  df-trl 30956  df-tendo 31552  df-edring 31554  df-dvech 31877
  Copyright terms: Public domain W3C validator