Theorem lspval 13889

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 13887	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑁 = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}))
5	4	fveq1d 5557	. . 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 2193	. . 3 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})
8		sseq1 3203	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → (𝑠 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑡))
9	8	rabbidv 2749	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
10	9	inteqd 3876	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
11		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ 𝑉)
12		basfn 12679	. . . . . . 7 ⊢ Base Fn V
13		elex 2771	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ V)
14	13	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑊 ∈ V)
15		funfvex 5572	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
16	15	funfni 5355	. . . . . . 7 ⊢ ((Base Fn V ∧ 𝑊 ∈ V) → (Base‘𝑊) ∈ V)
17	12, 14, 16	sylancr 414	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (Base‘𝑊) ∈ V)
18	1, 17	eqeltrid 2280	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑉 ∈ V)
19		elpw2g 4186	. . . . 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 13861	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 ∈ 𝑆)
23		sseq2 3204	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑉 → (𝑈 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
24	23	rspcev 2865	. . . . 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 4183	. . . 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 5652	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
29	6, 28	eqtrd 2226	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  ∃wrex 2473  {crab 2476  Vcvv 2760   ⊆ wss 3154  𝒫 cpw 3602  ∩ cint 3871   ↦ cmpt 4091   Fn wfn 5250  ‘cfv 5255  Basecbs 12621  LModclmod 13786  LSubSpclss 13851  LSpanclspn 13885

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4145  ax-sep 4148  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1re 7968  ax-addrcl 7971

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-iun 3915  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-id 4325  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-riota 5874  df-ov 5922  df-inn 8985  df-2 9043  df-3 9044  df-4 9045  df-5 9046  df-6 9047  df-ndx 12624  df-slot 12625  df-base 12627  df-plusg 12711  df-mulr 12712  df-sca 12714  df-vsca 12715  df-0g 12872  df-mgm 12942  df-sgrp 12988  df-mnd 13001  df-grp 13078  df-lmod 13788  df-lssm 13852  df-lsp 13886

This theorem is referenced by:  lspid  13896  lspss  13898  lspssid  13899