HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  elspansn2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem elspansn2 31658
Description: Membership in the span of a singleton. All members are collinear with the generating vector. (Contributed by NM, 5-Jun-2004.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
elspansn2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)))

Proof of Theorem elspansn2
StepHypRef Expression
1 spansn 31650 . . . 4 (𝐵 ∈ ℋ → (span‘{𝐵}) = (⊥‘(⊥‘{𝐵})))
21eleq2d 2823 . . 3 (𝐵 ∈ ℋ → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
323ad2ant2 1135 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
4 eleq1 2825 . . . . . 6 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
5 id 22 . . . . . . 7 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → 𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0))
6 oveq1 7365 . . . . . . . . 9 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → (𝐴 ·ih 𝐵) = (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵))
76oveq1d 7373 . . . . . . . 8 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → ((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)))
87oveq1d 7373 . . . . . . 7 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵))
95, 8eqeq12d 2753 . . . . . 6 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → (𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)))
104, 9bibi12d 345 . . . . 5 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → ((𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)) ↔ (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵))))
1110imbi2d 340 . . . 4 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) → ((𝐵 ≠ 0 → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵))) ↔ (𝐵 ≠ 0 → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)))))
12 neeq1 2995 . . . . 5 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (𝐵 ≠ 0 ↔ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ≠ 0))
13 sneq 4578 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → {𝐵} = {if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)})
1413fveq2d 6836 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (⊥‘{𝐵}) = (⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)}))
1514fveq2d 6836 . . . . . . 7 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (⊥‘(⊥‘{𝐵})) = (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)})))
1615eleq2d 2823 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)}))))
17 oveq2 7366 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) = (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)))
18 oveq1 7365 . . . . . . . . . 10 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (𝐵 ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih 𝐵))
19 oveq2 7366 . . . . . . . . . 10 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)))
2018, 19eqtrd 2772 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (𝐵 ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)))
2117, 20oveq12d 7376 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))))
22 id 22 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → 𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))
2321, 22oveq12d 7376 . . . . . . 7 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))) · if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)))
2423eqeq2d 2748 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))) · if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))))
2516, 24bibi12d 345 . . . . 5 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)) ↔ (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))) · if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)))))
2612, 25imbi12d 344 . . . 4 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) → ((𝐵 ≠ 0 → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵))) ↔ (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ≠ 0 → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))) · if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))))))
27 ifhvhv0 31113 . . . . 5 if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ ℋ
28 ifhvhv0 31113 . . . . 5 if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ∈ ℋ
2927, 28h1de2bi 31645 . . . 4 (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ≠ 0 → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))) · if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0))))
3011, 26, 29dedth2h 4527 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝐵 ≠ 0 → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵))))
31303impia 1118 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)))
323, 31bitrd 279 1 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) · 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2933  ifcif 4467  {csn 4568  cfv 6490  (class class class)co 7358   / cdiv 11796  chba 31010   · csm 31012   ·ih csp 31013  0c0v 31015  cort 31021  spancspn 31023
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680  ax-inf2 9551  ax-cc 10346  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104  ax-pre-sup 11105  ax-addf 11106  ax-mulf 11107  ax-hilex 31090  ax-hfvadd 31091  ax-hvcom 31092  ax-hvass 31093  ax-hv0cl 31094  ax-hvaddid 31095  ax-hfvmul 31096  ax-hvmulid 31097  ax-hvmulass 31098  ax-hvdistr1 31099  ax-hvdistr2 31100  ax-hvmul0 31101  ax-hfi 31170  ax-his1 31173  ax-his2 31174  ax-his3 31175  ax-his4 31176  ax-hcompl 31293
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-se 5576  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-isom 6499  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8102  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-2o 8397  df-oadd 8400  df-omul 8401  df-er 8634  df-map 8766  df-pm 8767  df-ixp 8837  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-fsupp 9266  df-fi 9315  df-sup 9346  df-inf 9347  df-oi 9416  df-card 9852  df-acn 9855  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12164  df-2 12233  df-3 12234  df-4 12235  df-5 12236  df-6 12237  df-7 12238  df-8 12239  df-9 12240  df-n0 12427  df-z 12514  df-dec 12634  df-uz 12778  df-q 12888  df-rp 12932  df-xneg 13052  df-xadd 13053  df-xmul 13054  df-ioo 13291  df-ico 13293  df-icc 13294  df-fz 13451  df-fzo 13598  df-fl 13740  df-seq 13953  df-exp 14013  df-hash 14282  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-clim 15439  df-rlim 15440  df-sum 15638  df-struct 17106  df-sets 17123  df-slot 17141  df-ndx 17153  df-base 17169  df-ress 17190  df-plusg 17222  df-mulr 17223  df-starv 17224  df-sca 17225  df-vsca 17226  df-ip 17227  df-tset 17228  df-ple 17229  df-ds 17231  df-unif 17232  df-hom 17233  df-cco 17234  df-rest 17374  df-topn 17375  df-0g 17393  df-gsum 17394  df-topgen 17395  df-pt 17396  df-prds 17399  df-xrs 17455  df-qtop 17460  df-imas 17461  df-xps 17463  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18597  df-sgrp 18676  df-mnd 18692  df-submnd 18741  df-mulg 19033  df-cntz 19281  df-cmn 19746  df-psmet 21334  df-xmet 21335  df-met 21336  df-bl 21337  df-mopn 21338  df-fbas 21339  df-fg 21340  df-cnfld 21343  df-top 22868  df-topon 22885  df-topsp 22907  df-bases 22920  df-cld 22993  df-ntr 22994  df-cls 22995  df-nei 23072  df-cn 23201  df-cnp 23202  df-lm 23203  df-haus 23289  df-tx 23536  df-hmeo 23729  df-fil 23820  df-fm 23912  df-flim 23913  df-flf 23914  df-xms 24294  df-ms 24295  df-tms 24296  df-cfil 25231  df-cau 25232  df-cmet 25233  df-grpo 30584  df-gid 30585  df-ginv 30586  df-gdiv 30587  df-ablo 30636  df-vc 30650  df-nv 30683  df-va 30686  df-ba 30687  df-sm 30688  df-0v 30689  df-vs 30690  df-nmcv 30691  df-ims 30692  df-dip 30792  df-ssp 30813  df-ph 30904  df-cbn 30954  df-hnorm 31059  df-hba 31060  df-hvsub 31062  df-hlim 31063  df-hcau 31064  df-sh 31298  df-ch 31312  df-oc 31343  df-ch0 31344  df-span 31400
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator