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

Theorem elspansn2 32170
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 ≠ 0ℎ) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)))

Proof of Theorem elspansn2
StepHypRef Expression
1 spansn 32162 . . . 4 (𝐵 ∈ ℋ → (span‘{𝐵}) = (⊥‘(⊥‘{𝐵})))
21eleq2d 2846 . . 3 (𝐵 ∈ ℋ → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
323ad2ant2 1152 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℎ) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
4 eleq1 2848 . . . . . 6 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵}))))
5 id 23 . . . . . . 7 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → 𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ))
6 oveq1 7427 . . . . . . . . 9 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → (𝐴 ·ih 𝐵) = (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵))
76oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → ((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)))
87oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵))
95, 8eqeq12d 2776 . . . . . 6 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → (𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)))
104, 9bibi12d 348 . . . . 5 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → ((𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)) ↔ (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵))))
1110imbi2d 343 . . . 4 (𝐴 = if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) → ((𝐵 ≠ 0ℎ → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵))) ↔ (𝐵 ≠ 0ℎ → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)))))
12 neeq1 3017 . . . . 5 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (𝐵 ≠ 0ℎ ↔ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ≠ 0ℎ))
13 sneq 4593 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → {𝐵} = {if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)})
1413fveq2d 6889 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (⊥‘{𝐵}) = (⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)}))
1514fveq2d 6889 . . . . . . 7 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (⊥‘(⊥‘{𝐵})) = (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)})))
1615eleq2d 2846 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)}))))
17 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) = (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)))
18 oveq1 7427 . . . . . . . . . 10 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (𝐵 ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih 𝐵))
19 oveq2 7428 . . . . . . . . . 10 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)))
2018, 19eqtrd 2795 . . . . . . . . 9 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (𝐵 ·ih 𝐵) = (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)))
2117, 20oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))))
22 id 23 . . . . . . . 8 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → 𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))
2321, 22oveq12d 7438 . . . . . . 7 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))) ·ℎ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)))
2423eqeq2d 2771 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))) ·ℎ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))))
2516, 24bibi12d 348 . . . . 5 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → ((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)) ↔ (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))) ·ℎ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)))))
2612, 25imbi12d 347 . . . 4 (𝐵 = if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) → ((𝐵 ≠ 0ℎ → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵))) ↔ (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ≠ 0ℎ → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))) ·ℎ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))))))
27 ifhvhv0 31625 . . . . 5 if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ ℋ
28 ifhvhv0 31625 . . . . 5 if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ∈ ℋ
2927, 28h1de2bi 32157 . . . 4 (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ≠ 0ℎ → (if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ∈ (⊥‘(⊥‘{if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)})) ↔ if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) = (((if(𝐴 ∈ ℋ, 𝐴, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ)) / (if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ) ·ih if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))) ·ℎ if(𝐵 ∈ ℋ, 𝐵, 0ℎ))))
3011, 26, 29dedth2h 4541 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝐵 ≠ 0ℎ → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵))))
31303impia 1135 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℎ) → (𝐴 ∈ (⊥‘(⊥‘{𝐵})) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)))
323, 31bitrd 282 1 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℎ) → (𝐴 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ 𝐴 = (((𝐴 ·ih 𝐵) / (𝐵 ·ih 𝐵)) ·ℎ 𝐵)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ifcif 4481  {csn 4583  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   / cdiv 11974   ℋchba 31522   ·ℎ csm 31524   ·ih csp 31525  0ℎc0v 31527  ⊥cort 31533  spancspn 31535
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9643  ax-cc 10514  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278  ax-pre-sup 11279  ax-addf 11280  ax-mulf 11281  ax-hilex 31602  ax-hfvadd 31603  ax-hvcom 31604  ax-hvass 31605  ax-hv0cl 31606  ax-hvaddid 31607  ax-hfvmul 31608  ax-hvmulid 31609  ax-hvmulass 31610  ax-hvdistr1 31611  ax-hvdistr2 31612  ax-hvmul0 31613  ax-hfi 31682  ax-his1 31685  ax-his2 31686  ax-his3 31687  ax-his4 31688  ax-hcompl 31805
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-1o 8477  df-2o 8478  df-oadd 8481  df-omul 8482  df-er 8718  df-map 8850  df-pm 8851  df-ixp 8927  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-fin 8978  df-fsupp 9355  df-fi 9404  df-sup 9435  df-inf 9436  df-oi 9505  df-card 10021  df-acn 10024  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-div 11975  df-nn 12337  df-2 12406  df-3 12407  df-4 12408  df-5 12409  df-6 12410  df-7 12411  df-8 12412  df-9 12413  df-n0 12608  df-z 12695  df-dec 12816  df-uz 12967  df-q 13077  df-rp 13122  df-xneg 13242  df-xadd 13243  df-xmul 13244  df-ioo 13481  df-ico 13483  df-icc 13484  df-fz 13641  df-fzo 13790  df-fl 13933  df-seq 14146  df-exp 14206  df-hash 14476  df-cj 15267  df-re 15268  df-im 15269  df-sqrt 15403  df-abs 15404  df-clim 15656  df-rlim 15657  df-sum 15855  df-struct 17326  df-sets 17343  df-slot 17361  df-ndx 17373  df-base 17389  df-ress 17410  df-plusg 17442  df-mulr 17443  df-starv 17444  df-sca 17445  df-vsca 17446  df-ip 17447  df-tset 17448  df-ple 17449  df-ds 17451  df-unif 17452  df-hom 17453  df-cco 17454  df-rest 17594  df-topn 17595  df-0g 17613  df-gsum 17614  df-topgen 17615  df-pt 17616  df-prds 17619  df-xrs 17675  df-qtop 17680  df-imas 17681  df-xps 17683  df-mre 17757  df-mrc 17758  df-acs 17760  df-mgm 18817  df-sgrp 18909  df-mnd 18925  df-submnd 18980  df-mulg 19279  df-cntz 19532  df-cmn 19997  df-psmet 21671  df-xmet 21672  df-met 21673  df-bl 21674  df-mopn 21675  df-fbas 21676  df-fg 21677  df-cnfld 21680  df-top 23213  df-topon 23230  df-topsp 23252  df-bases 23265  df-cld 23338  df-ntr 23339  df-cls 23340  df-nei 23417  df-cn 23546  df-cnp 23547  df-lm 23548  df-haus 23634  df-tx 23882  df-hmeo 24075  df-fil 24166  df-fm 24258  df-flim 24259  df-flf 24260  df-xms 24640  df-ms 24641  df-tms 24642  df-cfil 25577  df-cau 25578  df-cmet 25579  df-grpo 31096  df-gid 31097  df-ginv 31098  df-gdiv 31099  df-ablo 31148  df-vc 31162  df-nv 31195  df-va 31198  df-ba 31199  df-sm 31200  df-0v 31201  df-vs 31202  df-nmcv 31203  df-ims 31204  df-dip 31304  df-ssp 31325  df-ph 31416  df-cbn 31466  df-hnorm 31571  df-hba 31572  df-hvsub 31574  df-hlim 31575  df-hcau 31576  df-sh 31810  df-ch 31824  df-oc 31855  df-ch0 31856  df-span 31912
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator