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

Theorem spansncol 29621
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 10796 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
21ancoms 462 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
32adantll 714 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
4 ax-hvmulass 29060 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
543com13 1126 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
653expa 1120 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
76eqeq2d 2745 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) ↔ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
87biimprd 251 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → 𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴)))
9 oveq1 7209 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑦 · 𝐵) → (𝑧 · 𝐴) = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴))
109rspceeqv 3545 . . . . . . 7 (((𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑥 = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴))
113, 8, 10syl6an 684 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
1211rexlimdva 3196 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
13123adant3 1134 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
14 divcl 11479 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
15143expb 1122 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
1615adantlr 715 . . . . . . . . 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 29060 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
2016, 17, 18, 19syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
21 divcan1 11482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
22213expb 1122 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
2322adantlr 715 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
2423oveq1d 7217 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = (𝑧 · 𝐴))
2520, 24eqtr3d 2776 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)) = (𝑧 · 𝐴))
2625eqeq2d 2745 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)) ↔ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
2726biimprd 251 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → 𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴))))
28 oveq1 7209 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑧 / 𝐵) → (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
2928rspceeqv 3545 . . . . . . . . 9 (((𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑥 = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴))) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
3016, 27, 29syl6an 684 . . . . . . . 8 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
3130exp43 440 . . . . . . 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 1113 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 ∈ ℂ → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))))
3433rexlimdv 3195 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
3513, 34impbid 215 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
36 hvmulcl 29066 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
3736ancoms 462 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
38 elspansn 29619 . . . . 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 1134 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
41 elspansn 29619 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
42413ad2ant1 1135 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
4335, 40, 423bitr4d 314 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ 𝑥 ∈ (span‘{𝐴})))
4443eqrdv 2732 1 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) = (span‘{𝐴}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1089   = wceq 1543  wcel 2110  wne 2935  wrex 3055  {csn 4531  cfv 6369  (class class class)co 7202  cc 10710  0cc0 10712   · cmul 10717   / cdiv 11472  chba 28972   · csm 28974  spancspn 28985
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5168  ax-sep 5181  ax-nul 5188  ax-pow 5247  ax-pr 5311  ax-un 7512  ax-inf2 9245  ax-cc 10032  ax-cnex 10768  ax-resscn 10769  ax-1cn 10770  ax-icn 10771  ax-addcl 10772  ax-addrcl 10773  ax-mulcl 10774  ax-mulrcl 10775  ax-mulcom 10776  ax-addass 10777  ax-mulass 10778  ax-distr 10779  ax-i2m1 10780  ax-1ne0 10781  ax-1rid 10782  ax-rnegex 10783  ax-rrecex 10784  ax-cnre 10785  ax-pre-lttri 10786  ax-pre-lttrn 10787  ax-pre-ltadd 10788  ax-pre-mulgt0 10789  ax-pre-sup 10790  ax-addf 10791  ax-mulf 10792  ax-hilex 29052  ax-hfvadd 29053  ax-hvcom 29054  ax-hvass 29055  ax-hv0cl 29056  ax-hvaddid 29057  ax-hfvmul 29058  ax-hvmulid 29059  ax-hvmulass 29060  ax-hvdistr1 29061  ax-hvdistr2 29062  ax-hvmul0 29063  ax-hfi 29132  ax-his1 29135  ax-his2 29136  ax-his3 29137  ax-his4 29138  ax-hcompl 29255
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2812  df-nfc 2882  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3059  df-rex 3060  df-reu 3061  df-rmo 3062  df-rab 3063  df-v 3403  df-sbc 3688  df-csb 3803  df-dif 3860  df-un 3862  df-in 3864  df-ss 3874  df-pss 3876  df-nul 4228  df-if 4430  df-pw 4505  df-sn 4532  df-pr 4534  df-tp 4536  df-op 4538  df-uni 4810  df-int 4850  df-iun 4896  df-iin 4897  df-br 5044  df-opab 5106  df-mpt 5125  df-tr 5151  df-id 5444  df-eprel 5449  df-po 5457  df-so 5458  df-fr 5498  df-se 5499  df-we 5500  df-xp 5546  df-rel 5547  df-cnv 5548  df-co 5549  df-dm 5550  df-rn 5551  df-res 5552  df-ima 5553  df-pred 6149  df-ord 6205  df-on 6206  df-lim 6207  df-suc 6208  df-iota 6327  df-fun 6371  df-fn 6372  df-f 6373  df-f1 6374  df-fo 6375  df-f1o 6376  df-fv 6377  df-isom 6378  df-riota 7159  df-ov 7205  df-oprab 7206  df-mpo 7207  df-of 7458  df-om 7634  df-1st 7750  df-2nd 7751  df-supp 7893  df-wrecs 8036  df-recs 8097  df-rdg 8135  df-1o 8191  df-2o 8192  df-oadd 8195  df-omul 8196  df-er 8380  df-map 8499  df-pm 8500  df-ixp 8568  df-en 8616  df-dom 8617  df-sdom 8618  df-fin 8619  df-fsupp 8975  df-fi 9016  df-sup 9047  df-inf 9048  df-oi 9115  df-card 9538  df-acn 9541  df-pnf 10852  df-mnf 10853  df-xr 10854  df-ltxr 10855  df-le 10856  df-sub 11047  df-neg 11048  df-div 11473  df-nn 11814  df-2 11876  df-3 11877  df-4 11878  df-5 11879  df-6 11880  df-7 11881  df-8 11882  df-9 11883  df-n0 12074  df-z 12160  df-dec 12277  df-uz 12422  df-q 12528  df-rp 12570  df-xneg 12687  df-xadd 12688  df-xmul 12689  df-ioo 12922  df-ico 12924  df-icc 12925  df-fz 13079  df-fzo 13222  df-fl 13350  df-seq 13558  df-exp 13619  df-hash 13880  df-cj 14645  df-re 14646  df-im 14647  df-sqrt 14781  df-abs 14782  df-clim 15032  df-rlim 15033  df-sum 15233  df-struct 16686  df-ndx 16687  df-slot 16688  df-base 16690  df-sets 16691  df-ress 16692  df-plusg 16780  df-mulr 16781  df-starv 16782  df-sca 16783  df-vsca 16784  df-ip 16785  df-tset 16786  df-ple 16787  df-ds 16789  df-unif 16790  df-hom 16791  df-cco 16792  df-rest 16899  df-topn 16900  df-0g 16918  df-gsum 16919  df-topgen 16920  df-pt 16921  df-prds 16924  df-xrs 16979  df-qtop 16984  df-imas 16985  df-xps 16987  df-mre 17061  df-mrc 17062  df-acs 17064  df-mgm 18086  df-sgrp 18135  df-mnd 18146  df-submnd 18191  df-mulg 18461  df-cntz 18683  df-cmn 19144  df-psmet 20327  df-xmet 20328  df-met 20329  df-bl 20330  df-mopn 20331  df-fbas 20332  df-fg 20333  df-cnfld 20336  df-top 21763  df-topon 21780  df-topsp 21802  df-bases 21815  df-cld 21888  df-ntr 21889  df-cls 21890  df-nei 21967  df-cn 22096  df-cnp 22097  df-lm 22098  df-haus 22184  df-tx 22431  df-hmeo 22624  df-fil 22715  df-fm 22807  df-flim 22808  df-flf 22809  df-xms 23190  df-ms 23191  df-tms 23192  df-cfil 24124  df-cau 24125  df-cmet 24126  df-grpo 28546  df-gid 28547  df-ginv 28548  df-gdiv 28549  df-ablo 28598  df-vc 28612  df-nv 28645  df-va 28648  df-ba 28649  df-sm 28650  df-0v 28651  df-vs 28652  df-nmcv 28653  df-ims 28654  df-dip 28754  df-ssp 28775  df-ph 28866  df-cbn 28916  df-hnorm 29021  df-hba 29022  df-hvsub 29024  df-hlim 29025  df-hcau 29026  df-sh 29260  df-ch 29274  df-oc 29305  df-ch0 29306  df-span 29362
This theorem is referenced by:  spansneleq  29623  superpos  30407
  Copyright terms: Public domain W3C validator