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

Theorem lspsn 20880
Description: Span of the singleton of a vector. (Contributed by NM, 14-Jan-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lspsn.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
lspsn.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
lspsn.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lspsn.t · = ( ·𝑠𝑊)
lspsn.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lspsn ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) = {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑣,𝑘,𝐾   𝑘,𝑁,𝑣   𝑘,𝑉,𝑣   𝑘,𝑊,𝑣   · ,𝑘,𝑣   𝑘,𝑋,𝑣
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑣)

Proof of Theorem lspsn
StepHypRef Expression
1 eqid 2728 . . 3 (LSubSp‘𝑊) = (LSubSp‘𝑊)
2 lspsn.n . . 3 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
3 simpl 482 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → 𝑊 ∈ LMod)
4 lspsn.v . . . 4 𝑉 = (Base‘𝑊)
5 lspsn.f . . . 4 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
6 lspsn.t . . . 4 · = ( ·𝑠𝑊)
7 lspsn.k . . . 4 𝐾 = (Base‘𝐹)
84, 5, 6, 7, 1lss1d 20841 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ∈ (LSubSp‘𝑊))
9 eqid 2728 . . . . . 6 (1r𝐹) = (1r𝐹)
105, 7, 9lmod1cl 20766 . . . . 5 (𝑊 ∈ LMod → (1r𝐹) ∈ 𝐾)
114, 5, 6, 9lmodvs1 20767 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → ((1r𝐹) · 𝑋) = 𝑋)
1211eqcomd 2734 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → 𝑋 = ((1r𝐹) · 𝑋))
13 oveq1 7422 . . . . . 6 (𝑘 = (1r𝐹) → (𝑘 · 𝑋) = ((1r𝐹) · 𝑋))
1413rspceeqv 3630 . . . . 5 (((1r𝐹) ∈ 𝐾𝑋 = ((1r𝐹) · 𝑋)) → ∃𝑘𝐾 𝑋 = (𝑘 · 𝑋))
1510, 12, 14syl2an2r 684 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → ∃𝑘𝐾 𝑋 = (𝑘 · 𝑋))
16 eqeq1 2732 . . . . . . 7 (𝑣 = 𝑋 → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ 𝑋 = (𝑘 · 𝑋)))
1716rexbidv 3174 . . . . . 6 (𝑣 = 𝑋 → (∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) ↔ ∃𝑘𝐾 𝑋 = (𝑘 · 𝑋)))
1817elabg 3664 . . . . 5 (𝑋𝑉 → (𝑋 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘𝐾 𝑋 = (𝑘 · 𝑋)))
1918adantl 481 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑋 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ↔ ∃𝑘𝐾 𝑋 = (𝑘 · 𝑋)))
2015, 19mpbird 257 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → 𝑋 ∈ {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
211, 2, 3, 8, 20lspsnel5a 20874 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ⊆ {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
223adantr 480 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑊 ∈ LMod)
234, 1, 2lspsncl 20855 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
2423adantr 480 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊))
25 simpr 484 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑘𝐾)
264, 2lspsnid 20871 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑋}))
2726adantr 480 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑋}))
285, 6, 7, 1lssvscl 20833 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘{𝑋}) ∈ (LSubSp‘𝑊)) ∧ (𝑘𝐾𝑋 ∈ (𝑁‘{𝑋}))) → (𝑘 · 𝑋) ∈ (𝑁‘{𝑋}))
2922, 24, 25, 27, 28syl22anc 838 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑘 · 𝑋) ∈ (𝑁‘{𝑋}))
30 eleq1a 2824 . . . . 5 ((𝑘 · 𝑋) ∈ (𝑁‘{𝑋}) → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ (𝑁‘{𝑋})))
3129, 30syl 17 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ (𝑁‘{𝑋})))
3231rexlimdva 3151 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋) → 𝑣 ∈ (𝑁‘{𝑋})))
3332abssdv 4062 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)} ⊆ (𝑁‘{𝑋}))
3421, 33eqssd 3996 1 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑁‘{𝑋}) = {𝑣 ∣ ∃𝑘𝐾 𝑣 = (𝑘 · 𝑋)})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1534  wcel 2099  {cab 2705  wrex 3066  {csn 4625  cfv 6543  (class class class)co 7415  Basecbs 17174  Scalarcsca 17230   ·𝑠 cvsca 17231  1rcur 20115  LModclmod 20737  LSubSpclss 20809  LSpanclspn 20849
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735  ax-cnex 11189  ax-resscn 11190  ax-1cn 11191  ax-icn 11192  ax-addcl 11193  ax-addrcl 11194  ax-mulcl 11195  ax-mulrcl 11196  ax-mulcom 11197  ax-addass 11198  ax-mulass 11199  ax-distr 11200  ax-i2m1 11201  ax-1ne0 11202  ax-1rid 11203  ax-rnegex 11204  ax-rrecex 11205  ax-cnre 11206  ax-pre-lttri 11207  ax-pre-lttrn 11208  ax-pre-ltadd 11209  ax-pre-mulgt0 11210
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3472  df-sbc 3776  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3964  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4905  df-int 4946  df-iun 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7866  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8386  df-rdg 8425  df-er 8719  df-en 8959  df-dom 8960  df-sdom 8961  df-pnf 11275  df-mnf 11276  df-xr 11277  df-ltxr 11278  df-le 11279  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12238  df-2 12300  df-sets 17127  df-slot 17145  df-ndx 17157  df-base 17175  df-plusg 17240  df-0g 17417  df-mgm 18594  df-sgrp 18673  df-mnd 18689  df-grp 18887  df-minusg 18888  df-sbg 18889  df-mgp 20069  df-ur 20116  df-ring 20169  df-lmod 20739  df-lss 20810  df-lsp 20850
This theorem is referenced by:  lspsnel  20881  rnascl  21818  ldual1dim  38633  dia1dim2  40530  dib1dim2  40636  diclspsn  40662  dih1dimatlem  40797  rnasclg  41730  prjspeclsp  42027
  Copyright terms: Public domain W3C validator
OSZAR »