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

Theorem spansncol 31628
Description: The singletons of collinear vectors have the same span. (Contributed by NM, 6-Jun-2004.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
spansncol ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) = (span‘{𝐴}))

Proof of Theorem spansncol
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mulcl 11111 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
21ancoms 458 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
32adantll 715 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
4 ax-hvmulass 31067 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
543com13 1125 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
653expa 1119 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
76eqeq2d 2748 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) ↔ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
87biimprd 248 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → 𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴)))
9 oveq1 7365 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑦 · 𝐵) → (𝑧 · 𝐴) = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴))
109rspceeqv 3588 . . . . . . 7 (((𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴))
113, 8, 10syl6an 685 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
1211rexlimdva 3139 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
13123adant3 1133 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
14 divcl 11803 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
15143expb 1121 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
1615adantlr 716 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
17 simprl 771 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
18 simplr 769 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐴 ∈ ℋ)
19 ax-hvmulass 31067 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
2016, 17, 18, 19syl3anc 1374 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
21 divcan1 11806 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
22213expb 1121 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
2322adantlr 716 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
2423oveq1d 7373 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = (𝑧 · 𝐴))
2520, 24eqtr3d 2774 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)) = (𝑧 · 𝐴))
2625eqeq2d 2748 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)) ↔ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
2726biimprd 248 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → 𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴))))
28 oveq1 7365 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑧 / 𝐵) → (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
2928rspceeqv 3588 . . . . . . . . 9 (((𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴))) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
3016, 27, 29syl6an 685 . . . . . . . 8 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
3130exp43 436 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℂ → (𝐴 ∈ ℋ → (𝐵 ∈ ℂ → (𝐵 ≠ 0 → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))))))
3231com4l 92 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (𝐵 ∈ ℂ → (𝐵 ≠ 0 → (𝑧 ∈ ℂ → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))))))
33323imp 1111 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 ∈ ℂ → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))))
3433rexlimdv 3137 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
3513, 34impbid 212 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
36 hvmulcl 31073 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
3736ancoms 458 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
38 elspansn 31626 . . . . 5 ((𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
3937, 38syl 17 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
40393adant3 1133 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
41 elspansn 31626 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
42413ad2ant1 1134 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
4335, 40, 423bitr4d 311 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ 𝑥 ∈ (span‘{𝐴})))
4443eqrdv 2735 1 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) = (span‘{𝐴}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2933  wrex 3062  {csn 4568  cfv 6490  (class class class)co 7358  cc 11025  0cc0 11027   · cmul 11032   / cdiv 11795  chba 30979   · csm 30981  spancspn 30992
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 31059  ax-hfvadd 31060  ax-hvcom 31061  ax-hvass 31062  ax-hv0cl 31063  ax-hvaddid 31064  ax-hfvmul 31065  ax-hvmulid 31066  ax-hvmulass 31067  ax-hvdistr1 31068  ax-hvdistr2 31069  ax-hvmul0 31070  ax-hfi 31139  ax-his1 31142  ax-his2 31143  ax-his3 31144  ax-his4 31145  ax-hcompl 31262
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 11169  df-mnf 11170  df-xr 11171  df-ltxr 11172  df-le 11173  df-sub 11367  df-neg 11368  df-div 11796  df-nn 12147  df-2 12209  df-3 12210  df-4 12211  df-5 12212  df-6 12213  df-7 12214  df-8 12215  df-9 12216  df-n0 12403  df-z 12490  df-dec 12609  df-uz 12753  df-q 12863  df-rp 12907  df-xneg 13027  df-xadd 13028  df-xmul 13029  df-ioo 13266  df-ico 13268  df-icc 13269  df-fz 13425  df-fzo 13572  df-fl 13713  df-seq 13926  df-exp 13986  df-hash 14255  df-cj 15023  df-re 15024  df-im 15025  df-sqrt 15159  df-abs 15160  df-clim 15412  df-rlim 15413  df-sum 15611  df-struct 17075  df-sets 17092  df-slot 17110  df-ndx 17122  df-base 17138  df-ress 17159  df-plusg 17191  df-mulr 17192  df-starv 17193  df-sca 17194  df-vsca 17195  df-ip 17196  df-tset 17197  df-ple 17198  df-ds 17200  df-unif 17201  df-hom 17202  df-cco 17203  df-rest 17343  df-topn 17344  df-0g 17362  df-gsum 17363  df-topgen 17364  df-pt 17365  df-prds 17368  df-xrs 17424  df-qtop 17429  df-imas 17430  df-xps 17432  df-mre 17506  df-mrc 17507  df-acs 17509  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-submnd 18710  df-mulg 19002  df-cntz 19250  df-cmn 19715  df-psmet 21303  df-xmet 21304  df-met 21305  df-bl 21306  df-mopn 21307  df-fbas 21308  df-fg 21309  df-cnfld 21312  df-top 22837  df-topon 22854  df-topsp 22876  df-bases 22889  df-cld 22962  df-ntr 22963  df-cls 22964  df-nei 23041  df-cn 23170  df-cnp 23171  df-lm 23172  df-haus 23258  df-tx 23505  df-hmeo 23698  df-fil 23789  df-fm 23881  df-flim 23882  df-flf 23883  df-xms 24263  df-ms 24264  df-tms 24265  df-cfil 25200  df-cau 25201  df-cmet 25202  df-grpo 30553  df-gid 30554  df-ginv 30555  df-gdiv 30556  df-ablo 30605  df-vc 30619  df-nv 30652  df-va 30655  df-ba 30656  df-sm 30657  df-0v 30658  df-vs 30659  df-nmcv 30660  df-ims 30661  df-dip 30761  df-ssp 30782  df-ph 30873  df-cbn 30923  df-hnorm 31028  df-hba 31029  df-hvsub 31031  df-hlim 31032  df-hcau 31033  df-sh 31267  df-ch 31281  df-oc 31312  df-ch0 31313  df-span 31369
This theorem is referenced by:  spansneleq  31630  superpos  32414
  Copyright terms: Public domain W3C validator