Theorem lssats2 14209

Description: A way to express atomisticity (a subspace is the union of its atoms). (Contributed by NM, 3-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lssats2.s	|- S = ( LSubSp ` W )
lssats2.n	|- N = ( LSpan ` W )
lssats2.w	|- ( ph -> W e. LMod )
lssats2.u	|- ( ph -> U e. S )

Assertion

Ref	Expression
lssats2	|- ( ph -> U = U_ x e. U ( N ` { x } ) )

Distinct variable groups:   x, N   x, U   ph, x

Allowed substitution hints:   S( x)   W( x)

Proof of Theorem lssats2

Dummy variable y is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> y e. U )
2		lssats2.w	. . . . . . . 8 |- ( ph -> W e. LMod )
3	2	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> W e. LMod )
4		lssats2.u	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> U e. S )
5	4	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> U e. S )
6		eqid 2205	. . . . . . . . 9 |- ( Base ` W ) = ( Base ` W )
7		lssats2.s	. . . . . . . . 9 |- S = ( LSubSp ` W )
8	6, 7	lsselg 14156	. . . . . . . 8 |- ( ( W e. LMod /\ U e. S /\ y e. U ) -> y e. ( Base ` W ) )
9	3, 5, 1, 8	syl3anc 1250	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> y e. ( Base ` W ) )
10		lssats2.n	. . . . . . . 8 |- N = ( LSpan ` W )
11	6, 10	lspsnid 14202	. . . . . . 7 |- ( ( W e. LMod /\ y e. ( Base ` W ) ) -> y e. ( N ` { y } ) )
12	3, 9, 11	syl2anc 411	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> y e. ( N ` { y } ) )
13		sneq 3644	. . . . . . . . 9 |- ( x = y -> { x } = { y } )
14	13	fveq2d 5582	. . . . . . . 8 |- ( x = y -> ( N ` { x } ) = ( N ` { y } ) )
15	14	eleq2d 2275	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( y e. ( N ` { x } ) <-> y e. ( N ` { y } ) ) )
16	15	rspcev 2877	. . . . . 6 |- ( ( y e. U /\ y e. ( N ` { y } ) ) -> E. x e. U y e. ( N ` { x } ) )
17	1, 12, 16	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. U ) -> E. x e. U y e. ( N ` { x } ) )
18	17	ex 115	. . . 4 |- ( ph -> ( y e. U -> E. x e. U y e. ( N ` { x } ) ) )
19	2	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. U ) -> W e. LMod )
20	4	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. U ) -> U e. S )
21		simpr 110	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. U ) -> x e. U )
22	7, 10, 19, 20, 21	lspsnel5a 14205	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ x e. U ) -> ( N ` { x } ) C_ U )
23	22	sseld 3192	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. U ) -> ( y e. ( N ` { x } ) -> y e. U ) )
24	23	rexlimdva 2623	. . . 4 |- ( ph -> ( E. x e. U y e. ( N ` { x } ) -> y e. U ) )
25	18, 24	impbid 129	. . 3 |- ( ph -> ( y e. U <-> E. x e. U y e. ( N ` { x } ) ) )
26		eliun 3931	. . 3 |- ( y e. U_ x e. U ( N ` { x } ) <-> E. x e. U y e. ( N ` { x } ) )
27	25, 26	bitr4di 198	. 2 |- ( ph -> ( y e. U <-> y e. U_ x e. U ( N ` { x } ) ) )
28	27	eqrdv 2203	1 |- ( ph -> U = U_ x e. U ( N ` { x } ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1373   e. wcel 2176   E.wrex 2485   {csn 3633   U_ciun 3927   ` cfv 5272   Basecbs 12865   LModclmod 14082   LSubSpclss 14147   LSpanclspn 14181

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-coll 4160  ax-sep 4163  ax-pow 4219  ax-pr 4254  ax-un 4481  ax-cnex 8018  ax-resscn 8019  ax-1re 8021  ax-addrcl 8024

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4046  df-opab 4107  df-mpt 4108  df-id 4341  df-xp 4682  df-rel 4683  df-cnv 4684  df-co 4685  df-dm 4686  df-rn 4687  df-res 4688  df-ima 4689  df-iota 5233  df-fun 5274  df-fn 5275  df-f 5276  df-f1 5277  df-fo 5278  df-f1o 5279  df-fv 5280  df-riota 5901  df-ov 5949  df-inn 9039  df-2 9097  df-3 9098  df-4 9099  df-5 9100  df-6 9101  df-ndx 12868  df-slot 12869  df-base 12871  df-plusg 12955  df-mulr 12956  df-sca 12958  df-vsca 12959  df-0g 13123  df-mgm 13221  df-sgrp 13267  df-mnd 13282  df-grp 13368  df-lmod 14084  df-lssm 14148  df-lsp 14182

This theorem is referenced by: (None)