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

Theorem lspsn 17448
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  |-  .x.  =  ( .s `  W )
lspsn.n  |-  N  =  ( LSpan `  W )
Assertion
Ref Expression
lspsn  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( N `  { X } )  =  {
v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X
) } )
Distinct variable groups:    k, F    v, k, K    k, N, v    k, V, v    k, W, v    .x. , k, v   
k, X, v
Allowed substitution hint:    F( v)

Proof of Theorem lspsn
StepHypRef Expression
1 eqid 2467 . . 3  |-  ( LSubSp `  W )  =  (
LSubSp `  W )
2 lspsn.n . . 3  |-  N  =  ( LSpan `  W )
3 simpl 457 . . 3  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  W  e.  LMod )
4 lspsn.v . . . 4  |-  V  =  ( Base `  W
)
5 lspsn.f . . . 4  |-  F  =  (Scalar `  W )
6 lspsn.t . . . 4  |-  .x.  =  ( .s `  W )
7 lspsn.k . . . 4  |-  K  =  ( Base `  F
)
84, 5, 6, 7, 1lss1d 17409 . . 3  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) }  e.  ( LSubSp `  W ) )
9 eqid 2467 . . . . . . 7  |-  ( 1r
`  F )  =  ( 1r `  F
)
105, 7, 9lmod1cl 17339 . . . . . 6  |-  ( W  e.  LMod  ->  ( 1r
`  F )  e.  K )
1110adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( 1r `  F )  e.  K )
124, 5, 6, 9lmodvs1 17340 . . . . . 6  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  (
( 1r `  F
)  .x.  X )  =  X )
1312eqcomd 2475 . . . . 5  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  X  =  ( ( 1r
`  F )  .x.  X ) )
14 oveq1 6291 . . . . . . 7  |-  ( k  =  ( 1r `  F )  ->  (
k  .x.  X )  =  ( ( 1r
`  F )  .x.  X ) )
1514eqeq2d 2481 . . . . . 6  |-  ( k  =  ( 1r `  F )  ->  ( X  =  ( k  .x.  X )  <->  X  =  ( ( 1r `  F )  .x.  X
) ) )
1615rspcev 3214 . . . . 5  |-  ( ( ( 1r `  F
)  e.  K  /\  X  =  ( ( 1r `  F )  .x.  X ) )  ->  E. k  e.  K  X  =  ( k  .x.  X ) )
1711, 13, 16syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  E. k  e.  K  X  =  ( k  .x.  X
) )
18 eqeq1 2471 . . . . . . 7  |-  ( v  =  X  ->  (
v  =  ( k 
.x.  X )  <->  X  =  ( k  .x.  X
) ) )
1918rexbidv 2973 . . . . . 6  |-  ( v  =  X  ->  ( E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X )  <->  E. k  e.  K  X  =  ( k  .x.  X
) ) )
2019elabg 3251 . . . . 5  |-  ( X  e.  V  ->  ( X  e.  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) }  <->  E. k  e.  K  X  =  ( k  .x.  X
) ) )
2120adantl 466 . . . 4  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( X  e.  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) }  <->  E. k  e.  K  X  =  ( k  .x.  X
) ) )
2217, 21mpbird 232 . . 3  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  X  e.  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) } )
231, 2, 3, 8, 22lspsnel5a 17442 . 2  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( N `  { X } )  C_  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) } )
243adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  W  e.  LMod )
254, 1, 2lspsncl 17423 . . . . . . 7  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( N `  { X } )  e.  (
LSubSp `  W ) )
2625adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  ( N `  { X } )  e.  ( LSubSp `  W
) )
27 simpr 461 . . . . . 6  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  k  e.  K )
284, 2lspsnid 17439 . . . . . . 7  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  X  e.  ( N `  { X } ) )
2928adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  X  e.  ( N `  { X } ) )
305, 6, 7, 1lssvscl 17401 . . . . . 6  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  ( N `  { X } )  e.  (
LSubSp `  W ) )  /\  ( k  e.  K  /\  X  e.  ( N `  { X } ) ) )  ->  ( k  .x.  X )  e.  ( N `  { X } ) )
3124, 26, 27, 29, 30syl22anc 1229 . . . . 5  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  ( k  .x.  X )  e.  ( N `  { X } ) )
32 eleq1a 2550 . . . . 5  |-  ( ( k  .x.  X )  e.  ( N `  { X } )  -> 
( v  =  ( k  .x.  X )  ->  v  e.  ( N `  { X } ) ) )
3331, 32syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  /\  k  e.  K
)  ->  ( v  =  ( k  .x.  X )  ->  v  e.  ( N `  { X } ) ) )
3433rexlimdva 2955 . . 3  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X )  ->  v  e.  ( N `  { X } ) ) )
3534abssdv 3574 . 2  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  { v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X ) }  C_  ( N `  { X } ) )
3623, 35eqssd 3521 1  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  X  e.  V )  ->  ( N `  { X } )  =  {
v  |  E. k  e.  K  v  =  ( k  .x.  X
) } )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1379    e. wcel 1767   {cab 2452   E.wrex 2815   {csn 4027   ` cfv 5588  (class class class)co 6284   Basecbs 14490  Scalarcsca 14558   .scvsca 14559   1rcur 16955   LModclmod 17312   LSubSpclss 17378   LSpanclspn 17417
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6576  ax-cnex 9548  ax-resscn 9549  ax-1cn 9550  ax-icn 9551  ax-addcl 9552  ax-addrcl 9553  ax-mulcl 9554  ax-mulrcl 9555  ax-mulcom 9556  ax-addass 9557  ax-mulass 9558  ax-distr 9559  ax-i2m1 9560  ax-1ne0 9561  ax-1rid 9562  ax-rnegex 9563  ax-rrecex 9564  ax-cnre 9565  ax-pre-lttri 9566  ax-pre-lttrn 9567  ax-pre-ltadd 9568  ax-pre-mulgt0 9569
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-riota 6245  df-ov 6287  df-oprab 6288  df-mpt2 6289  df-om 6685  df-1st 6784  df-2nd 6785  df-recs 7042  df-rdg 7076  df-er 7311  df-en 7517  df-dom 7518  df-sdom 7519  df-pnf 9630  df-mnf 9631  df-xr 9632  df-ltxr 9633  df-le 9634  df-sub 9807  df-neg 9808  df-nn 10537  df-2 10594  df-ndx 14493  df-slot 14494  df-base 14495  df-sets 14496  df-plusg 14568  df-0g 14697  df-mnd 15732  df-grp 15867  df-minusg 15868  df-sbg 15869  df-mgp 16944  df-ur 16956  df-rng 17002  df-lmod 17314  df-lss 17379  df-lsp 17418
This theorem is referenced by:  lspsnel  17449  rnascl  17791  ldual1dim  33981  dia1dim2  35877  dib1dim2  35983  diclspsn  36009  dih1dimatlem  36144
  Copyright terms: Public domain W3C validator