Hilbert Space Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  spansni Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem spansni 28265
 Description: The span of a singleton in Hilbert space equals its closure. (Contributed by NM, 3-Jun-2004.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
spansn.1 𝐴 ∈ ℋ
Assertion
Ref Expression
spansni (span‘{𝐴}) = (⊥‘(⊥‘{𝐴}))

Proof of Theorem spansni
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 spansn.1 . . 3 𝐴 ∈ ℋ
2 snssi 4308 . . 3 (𝐴 ∈ ℋ → {𝐴} ⊆ ℋ)
3 spanssoc 28057 . . 3 ({𝐴} ⊆ ℋ → (span‘{𝐴}) ⊆ (⊥‘(⊥‘{𝐴})))
41, 2, 3mp2b 10 . 2 (span‘{𝐴}) ⊆ (⊥‘(⊥‘{𝐴}))
51elexi 3199 . . . . . . . . 9 𝐴 ∈ V
65snss 4286 . . . . . . . 8 (𝐴𝑦 ↔ {𝐴} ⊆ 𝑦)
7 shmulcl 27924 . . . . . . . . . 10 ((𝑦S𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑦) → (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦)
873expia 1264 . . . . . . . . 9 ((𝑦S𝑧 ∈ ℂ) → (𝐴𝑦 → (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦))
98ancoms 469 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦S ) → (𝐴𝑦 → (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦))
106, 9syl5bir 233 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦S ) → ({𝐴} ⊆ 𝑦 → (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦))
11 eleq1 2686 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → (𝑥𝑦 ↔ (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦))
1211imbi2d 330 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → (({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦) ↔ ({𝐴} ⊆ 𝑦 → (𝑧 · 𝐴) ∈ 𝑦)))
1310, 12syl5ibrcom 237 . . . . . 6 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑦S ) → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦)))
1413ralrimdva 2963 . . . . 5 (𝑧 ∈ ℂ → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∀𝑦S ({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦)))
1514rexlimiv 3020 . . . 4 (∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∀𝑦S ({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦))
161h1de2ci 28264 . . . 4 (𝑥 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐴})) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴))
17 vex 3189 . . . . . 6 𝑥 ∈ V
1817elspani 28251 . . . . 5 ({𝐴} ⊆ ℋ → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∀𝑦S ({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦)))
191, 2, 18mp2b 10 . . . 4 (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∀𝑦S ({𝐴} ⊆ 𝑦𝑥𝑦))
2015, 16, 193imtr4i 281 . . 3 (𝑥 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐴})) → 𝑥 ∈ (span‘{𝐴}))
2120ssriv 3587 . 2 (⊥‘(⊥‘{𝐴})) ⊆ (span‘{𝐴})
224, 21eqssi 3599 1 (span‘{𝐴}) = (⊥‘(⊥‘{𝐴}))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   = wceq 1480   ∈ wcel 1987  ∀wral 2907  ∃wrex 2908   ⊆ wss 3555  {csn 4148  ‘cfv 5847  (class class class)co 6604  ℂcc 9878   ℋchil 27625   ·ℎ csm 27627   Sℋ csh 27634  ⊥cort 27636  spancspn 27638 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cc 9201  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958  ax-addf 9959  ax-mulf 9960  ax-hilex 27705  ax-hfvadd 27706  ax-hvcom 27707  ax-hvass 27708  ax-hv0cl 27709  ax-hvaddid 27710  ax-hfvmul 27711  ax-hvmulid 27712  ax-hvmulass 27713  ax-hvdistr1 27714  ax-hvdistr2 27715  ax-hvmul0 27716  ax-hfi 27785  ax-his1 27788  ax-his2 27789  ax-his3 27790  ax-his4 27791  ax-hcompl 27908 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-iin 4488  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-2o 7506  df-oadd 7509  df-omul 7510  df-er 7687  df-map 7804  df-pm 7805  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-fi 8261  df-sup 8292  df-inf 8293  df-oi 8359  df-card 8709  df-acn 8712  df-cda 8934  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ioo 12121  df-ico 12123  df-icc 12124  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-fl 12533  df-seq 12742  df-exp 12801  df-hash 13058  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-rlim 14154  df-sum 14351  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-hom 15887  df-cco 15888  df-rest 16004  df-topn 16005  df-0g 16023  df-gsum 16024  df-topgen 16025  df-pt 16026  df-prds 16029  df-xrs 16083  df-qtop 16088  df-imas 16089  df-xps 16091  df-mre 16167  df-mrc 16168  df-acs 16170  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-submnd 17257  df-mulg 17462  df-cntz 17671  df-cmn 18116  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-fbas 19662  df-fg 19663  df-cnfld 19666  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-topsp 20624  df-cld 20733  df-ntr 20734  df-cls 20735  df-nei 20812  df-cn 20941  df-cnp 20942  df-lm 20943  df-haus 21029  df-tx 21275  df-hmeo 21468  df-fil 21560  df-fm 21652  df-flim 21653  df-flf 21654  df-xms 22035  df-ms 22036  df-tms 22037  df-cfil 22961  df-cau 22962  df-cmet 22963  df-grpo 27196  df-gid 27197  df-ginv 27198  df-gdiv 27199  df-ablo 27248  df-vc 27263  df-nv 27296  df-va 27299  df-ba 27300  df-sm 27301  df-0v 27302  df-vs 27303  df-nmcv 27304  df-ims 27305  df-dip 27405  df-ssp 27426  df-ph 27517  df-cbn 27568  df-hnorm 27674  df-hba 27675  df-hvsub 27677  df-hlim 27678  df-hcau 27679  df-sh 27913  df-ch 27927  df-oc 27958  df-ch0 27959  df-span 28017 This theorem is referenced by:  elspansni  28266  spansn  28267
 Copyright terms: Public domain W3C validator