Theorem lspval 14407

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 14405	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑁 = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}))
5	4	fveq1d 5641	. . 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 2231	. . 3 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡}) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})
8		sseq1 3250	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → (𝑠 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑡))
9	8	rabbidv 2791	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
10	9	inteqd 3933	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑈 → ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡} = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
11		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ 𝑉)
12		basfn 13143	. . . . . . 7 ⊢ Base Fn V
13		elex 2814	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ V)
14	13	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑊 ∈ V)
15		funfvex 5656	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun Base ∧ 𝑊 ∈ dom Base) → (Base‘𝑊) ∈ V)
16	15	funfni 5432	. . . . . . 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 2318	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑉 ∈ V)
19		elpw2g 4246	. . . . 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 14379	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 ∈ 𝑆)
23		sseq2 3251	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑉 → (𝑈 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑈 ⊆ 𝑉))
24	23	rspcev 2910	. . . . 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 4243	. . . 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 5740	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ((𝑠 ∈ 𝒫 𝑉 ↦ ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑠 ⊆ 𝑡})‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})
29	6, 28	eqtrd 2264	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑁‘𝑈) = ∩ {𝑡 ∈ 𝑆 ∣ 𝑈 ⊆ 𝑡})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ∃wrex 2511  {crab 2514  Vcvv 2802   ⊆ wss 3200  𝒫 cpw 3652  ∩ cint 3928   ↦ cmpt 4150   Fn wfn 5321  ‘cfv 5326  Basecbs 13084  LModclmod 14304  LSubSpclss 14369  LSpanclspn 14403

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 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1re 8126  ax-addrcl 8129

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-id 4390  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-inn 9144  df-2 9202  df-3 9203  df-4 9204  df-5 9205  df-6 9206  df-ndx 13087  df-slot 13088  df-base 13090  df-plusg 13175  df-mulr 13176  df-sca 13178  df-vsca 13179  df-0g 13343  df-mgm 13441  df-sgrp 13487  df-mnd 13502  df-grp 13588  df-lmod 14306  df-lssm 14370  df-lsp 14404

This theorem is referenced by:  lspid  14414  lspss  14416  lspssid  14417