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Theorem baerlem5blem1 36016
 Description: Lemma for baerlem5b 36022. (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 2610 . . . . . . . 8 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
7 baerlem3.w . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
8 baerlem3.n . . . . . . . . 9 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
9 lveclmod 18927 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
107, 9syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
11 baerlem3.y . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑌 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
1211eldifad 3552 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑌𝑉)
13 baerlem3.z . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑍 ∈ (𝑉 ∖ { 0 }))
1413eldifad 3552 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑍𝑉)
151, 6, 8, 10, 12, 14lspprcl 18799 . . . . . . . 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 18911 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
213lmodring 18694 . . . . . . . . . . . 12 (𝑊 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Ring)
2210, 21syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
23 ringgrp 18375 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
25 baerlem5b.d1 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑑𝐵)
26 baerlem3.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (invg𝑅)
274, 26grpinvcl 17290 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝑑𝐵) → (𝐼𝑑) ∈ 𝐵)
2824, 25, 27syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐼𝑑) ∈ 𝐵)
291, 2, 5, 3, 4, 8, 10, 28, 28, 12, 14lsppreli 18911 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ (𝑁‘{𝑌, 𝑍}))
30 baerlem3.q . . . . . . . . . 10 𝑄 = (0g𝑅)
313, 4, 30lmod0cl 18712 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ LMod → 𝑄𝐵)
3210, 31syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝐵)
33 baerlem5b.e1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑒𝐵)
34 baerlem3.a . . . . . . . . . 10 = (+g𝑅)
353, 4, 34lmodacl 18697 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑑𝐵𝑒𝐵) → (𝑑 𝑒) ∈ 𝐵)
3610, 25, 33, 35syl3anc 1318 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑑 𝑒) ∈ 𝐵)
371, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑎𝐵𝑌𝑉) → (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉)
3810, 18, 12, 37syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉)
391, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑏𝐵𝑍𝑉) → (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉)
4010, 19, 14, 39syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉)
411, 2lmodvacl 18700 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑎 · 𝑌) ∈ 𝑉 ∧ (𝑏 · 𝑍) ∈ 𝑉) → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉)
4210, 38, 40, 41syl3anc 1318 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉)
43 baerlem3.o . . . . . . . . . . . 12 0 = (0g𝑊)
441, 2, 43lmod0vlid 18716 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) ∈ 𝑉) → ( 0 + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
4510, 42, 44syl2anc 691 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 0 + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)))
461, 3, 5, 30, 43lmod0vs 18719 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑄 · 𝑋) = 0 )
4710, 16, 46syl2anc 691 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑄 · 𝑋) = 0 )
4847oveq1d 6564 . . . . . . . . . 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 2654 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑄 · 𝑋) + ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍))) = 𝑗)
51 baerlem3.m . . . . . . . . . . . . 13 = (-g𝑊)
521, 2lmodvacl 18700 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉𝑍𝑉) → (𝑌 + 𝑍) ∈ 𝑉)
5310, 12, 14, 52syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑌 + 𝑍) ∈ 𝑉)
541, 5, 3, 4, 51, 10, 25, 16, 53lmodsubdi 18743 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) (𝑑 · (𝑌 + 𝑍))))
551, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑑𝐵𝑋𝑉) → (𝑑 · 𝑋) ∈ 𝑉)
5610, 25, 16, 55syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑑 · 𝑋) ∈ 𝑉)
571, 2, 51, 5, 3, 4, 26, 10, 25, 56, 53lmodsubvs 18742 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 · 𝑋) (𝑑 · (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍))))
581, 2, 3, 5, 4lmodvsdi 18709 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑌𝑉𝑍𝑉)) → ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
5910, 28, 12, 14, 58syl13anc 1320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
6059oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 · 𝑋) + ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
6154, 57, 603eqtrd 2648 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑑 · (𝑋 (𝑌 + 𝑍))) = ((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
6261oveq1d 6564 . . . . . . . . . 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 18710 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑑𝐵𝑒𝐵𝑋𝑉)) → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = ((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)))
6510, 25, 33, 16, 64syl13anc 1320 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = ((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)))
6665oveq1d 6564 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
67 lmodabl 18733 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Abel)
6810, 67syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑊 ∈ Abel)
691, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑒𝐵𝑋𝑉) → (𝑒 · 𝑋) ∈ 𝑉)
7010, 33, 16, 69syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑒 · 𝑋) ∈ 𝑉)
711, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑌𝑉) → ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉)
7210, 28, 12, 71syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉)
731, 3, 5, 4lmodvscl 18703 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐼𝑑) ∈ 𝐵𝑍𝑉) → ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉)
7410, 28, 14, 73syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉)
751, 2lmodvacl 18700 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ LMod ∧ ((𝐼𝑑) · 𝑌) ∈ 𝑉 ∧ ((𝐼𝑑) · 𝑍) ∈ 𝑉) → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉)
7610, 72, 74, 75syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉)
771, 2, 68, 56, 70, 76abl32 18037 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑑 · 𝑋) + (𝑒 · 𝑋)) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
7866, 77eqtrd 2644 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝑑 · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) + (𝑒 · 𝑋)))
7962, 63, 783eqtr4d 2654 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑗 = (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
8050, 79eqtrd 2644 . . . . . . . 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 18959 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑄 = (𝑑 𝑒) ∧ ((𝑎 · 𝑌) + (𝑏 · 𝑍)) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
8281simpld 474 . . . . . 6 (𝜑𝑄 = (𝑑 𝑒))
8382oveq1d 6564 . . . . 5 (𝜑 → (𝑄 · 𝑋) = ((𝑑 𝑒) · 𝑋))
8483, 47eqtr3d 2646 . . . 4 (𝜑 → ((𝑑 𝑒) · 𝑋) = 0 )
8584oveq1d 6564 . . 3 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))))
861, 2, 43lmod0vlid 18716 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)) ∈ 𝑉) → ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8710, 76, 86syl2anc 691 . . 3 (𝜑 → ( 0 + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8885, 87eqtrd 2644 . 2 (𝜑 → (((𝑑 𝑒) · 𝑋) + (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍))) = (((𝐼𝑑) · 𝑌) + ((𝐼𝑑) · 𝑍)))
8988, 79, 593eqtr4d 2654 1 (𝜑𝑗 = ((𝐼𝑑) · (𝑌 + 𝑍)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780   ∖ cdif 3537  {csn 4125  {cpr 4127  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  Basecbs 15695  +gcplusg 15768  Scalarcsca 15771   ·𝑠 cvsca 15772  0gc0g 15923  Grpcgrp 17245  invgcminusg 17246  -gcsg 17247  LSSumclsm 17872  Abelcabl 18017  Ringcrg 18370  LModclmod 18686  LSubSpclss 18753  LSpanclspn 18792  LVecclvec 18923 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-0g 15925  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-subg 17414  df-cntz 17573  df-lsm 17874  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-oppr 18446  df-dvdsr 18464  df-unit 18465  df-invr 18495  df-drng 18572  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-lsp 18793  df-lvec 18924 This theorem is referenced by:  baerlem5blem2  36019
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