Theorem lspval 14710

Description: The span of a set of vectors (in a left module). (Contributed by NM, 8-Dec-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lspval.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
lspval.s	⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lspval.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
lspval	⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})

Distinct variable groups:   𝑡,𝑆   𝑡,𝑈   𝑡,𝑉

Allowed substitution hints:   𝑁(𝑡)   𝑊(𝑡)

Proof of Theorem lspval

Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lspval.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
2		lspval.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
3		lspval.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
4	1, 2, 3	lspfval 14708	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑁 = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}))
5	4	fveq1d 5695	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → (𝑁‘𝑈) = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈))
6	5	adantr 276	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈))
7		eqid 2238	. . 3 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})
8		sseq1 3271	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → (𝑠 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑡))
9	8	rabbidv 2810	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
10	9	inteqd 3973	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
11		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ 𝑉)
12		basfn 13394	. . . . . . 7 ⊢ Base Fn V
13		elex 2833	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ V)
14	13	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑊 ∈ V)
15		funfvex 5710	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
16	15	funfni 5481	. . . . . . 7 ⊢ ((Base Fn V ∧ 𝑊 ∈ V) → (Base‘𝑊) ∈ V)
17	12, 14, 16	sylancr 418	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (Base‘𝑊) ∈ V)
18	1, 17	eqeltrid 2325	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑉 ∈ V)
19		elpw2g 4290	. . . . 5 ⊢ (𝑉 ∈ V → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
20	18, 19	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑈 ∈ 𝒫 𝑉 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
21	11, 20	mpbird 167	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ∈ 𝒫 𝑉)
22	1, 2	lss1 14682	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 ∈ 𝑆)
23		sseq2 3272	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑉 → (𝑈 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
24	23	rspcev 2929	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑆 ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ∃𝑡 ∈ 𝑆 𝑈 ⊆ 𝑡)
25	22, 24	sylan 283	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ∃𝑡 ∈ 𝑆 𝑈 ⊆ 𝑡)
26		intexrabim 4287	. . . 4 ⊢ (∃𝑡 ∈ 𝑆 𝑈 ⊆ 𝑡 → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡} ∈ V)
27	25, 26	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡} ∈ V)
28	7, 10, 21, 27	fvmptd3 5796	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
29	6, 28	eqtrd 2271	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∃wrex 2529  {crab 2532  Vcvv 2821   ⊆ wss 3220  𝒫 cpw 3688  ∩ cint 3968   ↦ cmpt 4190   Fn wfn 5370  ‘cfv 5375  Basecbs 13335  LModclmod 14606  LSubSpclss 14672  LSpanclspn 14706

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 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4244  ax-sep 4247  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-cnex 8264  ax-resscn 8265  ax-1re 8267  ax-addrcl 8270

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-int 3969  df-iun 4012  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-id 4436  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-riota 6032  df-ov 6082  df-inn 9288  df-2 9346  df-3 9347  df-4 9348  df-5 9349  df-6 9350  df-ndx 13338  df-slot 13339  df-base 13341  df-plusg 13427  df-mulr 13428  df-sca 13430  df-vsca 13431  df-0g 13595  df-mgm 13659  df-sgrp 13700  df-mnd 13713  df-grp 13791  df-lmod 14608  df-lssm 14673  df-lsp 14707

This theorem is referenced by:  lspid  14717  lspss  14719  lspssid  14720