Theorem spanval 28320

Description: Value of the linear span of a subset of Hilbert space. The span is the intersection of all subspaces constraining the subset. Definition of span in [Schechter] p. 276. (Contributed by NM, 2-Jun-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
spanval	⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem spanval

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-hilex 27984	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ V
2	1	elpw2 4858	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 ℋ ↔ 𝐴 ⊆ ℋ)
3	2	biimpri 218	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → 𝐴 ∈ 𝒫 ℋ)
4		helsh 28230	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ Sℋ
5		sseq2 3660	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℋ → (𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ ℋ))
6	5	rspcev 3340	. . . 4 ⊢ (( ℋ ∈ Sℋ ∧ 𝐴 ⊆ ℋ) → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
7	4, 6	mpan 706	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
8		intexrab 4853	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥} ∈ V)
9	7, 8	sylib 208	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥} ∈ V)
10		sseq1 3659	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (𝑦 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑥))
11	10	rabbidv 3220	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
12	11	inteqd 4512	. . 3 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
13		df-span 28296	. . 3 ⊢ span = (𝑦 ∈ 𝒫 ℋ ↦ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥})
14	12, 13	fvmptg 6319	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝒫 ℋ ∧ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥} ∈ V) → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
15	3, 9, 14	syl2anc 694	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∃wrex 2942  {crab 2945  Vcvv 3231   ⊆ wss 3607  𝒫 cpw 4191  ∩ cint 4507  ‘cfv 5926   ℋchil 27904   S_ℋ csh 27913  spancspn 27917

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-hilex 27984  ax-hfvadd 27985  ax-hv0cl 27988  ax-hfvmul 27990

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-map 7901  df-nn 11059  df-hlim 27957  df-sh 28192  df-ch 28206  df-span 28296

This theorem is referenced by:  spancl  28323  spanss2  28332  spanid  28334  spanss  28335  shsval3i  28375  elspani  28530