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

Theorem spansncol 31516
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 11093 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
21ancoms 458 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
32adantll 714 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
4 ax-hvmulass 30955 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
543com13 1124 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
653expa 1118 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴) = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))
76eqeq2d 2740 . . . . . . . 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 7356 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑦 · 𝐵) → (𝑧 · 𝐴) = ((𝑦 · 𝐵) · 𝐴))
109rspceeqv 3600 . . . . . . 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 3130 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
13123adant3 1132 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
14 divcl 11785 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 / 𝐵) ∈ ℂ)
15143expb 1120 . . . . . . . . . 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 770 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
18 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐴 ∈ ℋ)
19 ax-hvmulass 30955 . . . . . . . . . . . . 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 11788 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → ((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) = 𝑧)
22213expb 1120 . . . . . . . . . . . . . 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 7364 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (((𝑧 / 𝐵) · 𝐵) · 𝐴) = (𝑧 · 𝐴))
2520, 24eqtr3d 2766 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)) = (𝑧 · 𝐴))
2625eqeq2d 2740 . . . . . . . . . 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 7356 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑧 / 𝐵) → (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)) = ((𝑧 / 𝐵) · (𝐵 · 𝐴)))
2928rspceeqv 3600 . . . . . . . . 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 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 1110 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑧 ∈ ℂ → (𝑥 = (𝑧 · 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴)))))
3433rexlimdv 3128 . . . 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 30961 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
3736ancoms 458 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℋ)
38 elspansn 31514 . . . . 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 1132 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑥 ∈ (span‘{(𝐵 · 𝐴)}) ↔ ∃𝑦 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑦 · (𝐵 · 𝐴))))
41 elspansn 31514 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑥 ∈ (span‘{𝐴}) ↔ ∃𝑧 ∈ ℂ 𝑥 = (𝑧 · 𝐴)))
42413ad2ant1 1133 . . 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 2727 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 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2925  wrex 3053  {csn 4577  cfv 6482  (class class class)co 7349  cc 11007  0cc0 11009   · cmul 11014   / cdiv 11777  chba 30867   · csm 30869  spancspn 30880
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-inf2 9537  ax-cc 10329  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087  ax-addf 11088  ax-mulf 11089  ax-hilex 30947  ax-hfvadd 30948  ax-hvcom 30949  ax-hvass 30950  ax-hv0cl 30951  ax-hvaddid 30952  ax-hfvmul 30953  ax-hvmulid 30954  ax-hvmulass 30955  ax-hvdistr1 30956  ax-hvdistr2 30957  ax-hvmul0 30958  ax-hfi 31027  ax-his1 31030  ax-his2 31031  ax-his3 31032  ax-his4 31033  ax-hcompl 31150
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-iin 4944  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-isom 6491  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7613  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-supp 8094  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-oadd 8392  df-omul 8393  df-er 8625  df-map 8755  df-pm 8756  df-ixp 8825  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-fsupp 9252  df-fi 9301  df-sup 9332  df-inf 9333  df-oi 9402  df-card 9835  df-acn 9838  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-5 12194  df-6 12195  df-7 12196  df-8 12197  df-9 12198  df-n0 12385  df-z 12472  df-dec 12592  df-uz 12736  df-q 12850  df-rp 12894  df-xneg 13014  df-xadd 13015  df-xmul 13016  df-ioo 13252  df-ico 13254  df-icc 13255  df-fz 13411  df-fzo 13558  df-fl 13696  df-seq 13909  df-exp 13969  df-hash 14238  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-sqrt 15142  df-abs 15143  df-clim 15395  df-rlim 15396  df-sum 15594  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-starv 17176  df-sca 17177  df-vsca 17178  df-ip 17179  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-unif 17184  df-hom 17185  df-cco 17186  df-rest 17326  df-topn 17327  df-0g 17345  df-gsum 17346  df-topgen 17347  df-pt 17348  df-prds 17351  df-xrs 17406  df-qtop 17411  df-imas 17412  df-xps 17414  df-mre 17488  df-mrc 17489  df-acs 17491  df-mgm 18514  df-sgrp 18593  df-mnd 18609  df-submnd 18658  df-mulg 18947  df-cntz 19196  df-cmn 19661  df-psmet 21253  df-xmet 21254  df-met 21255  df-bl 21256  df-mopn 21257  df-fbas 21258  df-fg 21259  df-cnfld 21262  df-top 22779  df-topon 22796  df-topsp 22818  df-bases 22831  df-cld 22904  df-ntr 22905  df-cls 22906  df-nei 22983  df-cn 23112  df-cnp 23113  df-lm 23114  df-haus 23200  df-tx 23447  df-hmeo 23640  df-fil 23731  df-fm 23823  df-flim 23824  df-flf 23825  df-xms 24206  df-ms 24207  df-tms 24208  df-cfil 25153  df-cau 25154  df-cmet 25155  df-grpo 30441  df-gid 30442  df-ginv 30443  df-gdiv 30444  df-ablo 30493  df-vc 30507  df-nv 30540  df-va 30543  df-ba 30544  df-sm 30545  df-0v 30546  df-vs 30547  df-nmcv 30548  df-ims 30549  df-dip 30649  df-ssp 30670  df-ph 30761  df-cbn 30811  df-hnorm 30916  df-hba 30917  df-hvsub 30919  df-hlim 30920  df-hcau 30921  df-sh 31155  df-ch 31169  df-oc 31200  df-ch0 31201  df-span 31257
This theorem is referenced by:  spansneleq  31518  superpos  32302
  Copyright terms: Public domain W3C validator