Theorem lspval 13946

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 13944	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑁 = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}))
5	4	fveq1d 5560	. . 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 2196	. . 3 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})
8		sseq1 3206	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → (𝑠 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑡))
9	8	rabbidv 2752	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
10	9	inteqd 3879	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
11		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ 𝑉)
12		basfn 12736	. . . . . . 7 ⊢ Base Fn V
13		elex 2774	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ V)
14	13	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑊 ∈ V)
15		funfvex 5575	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
16	15	funfni 5358	. . . . . . 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 2283	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑉 ∈ V)
19		elpw2g 4189	. . . . 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 13918	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 ∈ 𝑆)
23		sseq2 3207	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑉 → (𝑈 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
24	23	rspcev 2868	. . . . 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 4186	. . . 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 5655	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
29	6, 28	eqtrd 2229	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∃wrex 2476  {crab 2479  Vcvv 2763   ⊆ wss 3157  𝒫 cpw 3605  ∩ cint 3874   ↦ cmpt 4094   Fn wfn 5253  ‘cfv 5258  Basecbs 12678  LModclmod 13843  LSubSpclss 13908  LSpanclspn 13942

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 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1re 7973  ax-addrcl 7976

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-5 9052  df-6 9053  df-ndx 12681  df-slot 12682  df-base 12684  df-plusg 12768  df-mulr 12769  df-sca 12771  df-vsca 12772  df-0g 12929  df-mgm 12999  df-sgrp 13045  df-mnd 13058  df-grp 13135  df-lmod 13845  df-lssm 13909  df-lsp 13943

This theorem is referenced by:  lspid  13953  lspss  13955  lspssid  13956