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Theorem spanunsni 28963
Description: The span of the union of a closed subspace with a singleton equals the span of its union with an orthogonal singleton. (Contributed by NM, 3-Jun-2004.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
spanunsn.1 𝐴C
spanunsn.2 𝐵 ∈ ℋ
Assertion
Ref Expression
spanunsni (span‘(𝐴 ∪ {𝐵})) = (span‘(𝐴 ∪ {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))

Proof of Theorem spanunsni
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 𝑣 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 spanunsn.1 . . . . . . 7 𝐴C
21chshii 28609 . . . . . 6 𝐴S
3 spanunsn.2 . . . . . . 7 𝐵 ∈ ℋ
4 snssi 4527 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℋ → {𝐵} ⊆ ℋ)
5 spancl 28720 . . . . . . 7 ({𝐵} ⊆ ℋ → (span‘{𝐵}) ∈ S )
63, 4, 5mp2b 10 . . . . . 6 (span‘{𝐵}) ∈ S
72, 6shseli 28700 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) ↔ ∃𝑦𝐴𝑧 ∈ (span‘{𝐵})𝑥 = (𝑦 + 𝑧))
83elspansni 28942 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ (span‘{𝐵}) ↔ ∃𝑤 ∈ ℂ 𝑧 = (𝑤 · 𝐵))
91, 3pjclii 28805 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ 𝐴
10 shmulcl 28600 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴S𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ 𝐴) → (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴)
112, 9, 10mp3an13 1577 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴)
12 shaddcl 28599 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴S𝑦𝐴 ∧ (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) ∈ 𝐴)
1311, 12syl3an3 1206 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴S𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) ∈ 𝐴)
142, 13mp3an1 1573 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) ∈ 𝐴)
151choccli 28691 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (⊥‘𝐴) ∈ C
1615, 3pjhclii 28806 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵) ∈ ℋ
17 spansnmul 28948 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵) ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℂ) → (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
1816, 17mpan 682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
1918adantl 474 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
201, 3pjpji 28808 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝐵 = (((proj𝐴)‘𝐵) + ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))
2120oveq2i 6889 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 · 𝐵) = (𝑤 · (((proj𝐴)‘𝐵) + ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))
221, 3pjhclii 28806 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ ℋ
23 ax-hvdistr1 28390 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ ℋ ∧ ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵) ∈ ℋ) → (𝑤 · (((proj𝐴)‘𝐵) + ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
2422, 16, 23mp3an23 1578 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · (((proj𝐴)‘𝐵) + ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
2521, 24syl5eq 2845 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · 𝐵) = ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
2625adantl 474 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑤 · 𝐵) = ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
2726oveq2d 6894 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = (𝑦 + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
281cheli 28614 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦𝐴𝑦 ∈ ℋ)
29 hvmulcl 28395 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ ℋ) → (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ)
3022, 29mpan2 683 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ)
31 hvmulcl 28395 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵) ∈ ℋ) → (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ)
3216, 31mpan2 683 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ)
3330, 32jca 508 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 ∈ ℂ → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ))
34 ax-hvass 28384 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ) → ((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑦 + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
35343expb 1150 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ ℋ ∧ ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ)) → ((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑦 + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
3628, 33, 35syl2an 590 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → ((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑦 + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
3727, 36eqtr4d 2836 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = ((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
38 rspceov 6924 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}) ∧ (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = ((𝑦 + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) → ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})(𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = (𝑣 + 𝑢))
3914, 19, 37, 38syl3anc 1491 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})(𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = (𝑣 + 𝑢))
40 snssi 4527 . . . . . . . . . . . . . 14 (((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵) ∈ ℋ → {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)} ⊆ ℋ)
41 spancl 28720 . . . . . . . . . . . . . 14 ({((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)} ⊆ ℋ → (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}) ∈ S )
4216, 40, 41mp2b 10 . . . . . . . . . . . . 13 (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}) ∈ S
432, 42shseli 28700 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) ↔ ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})(𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) = (𝑣 + 𝑢))
4439, 43sylibr 226 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
45 oveq2 6886 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑤 · 𝐵) → (𝑦 + 𝑧) = (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)))
4645eqeq2d 2809 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑤 · 𝐵) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · 𝐵))))
4746biimpa 469 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 = (𝑤 · 𝐵) ∧ 𝑥 = (𝑦 + 𝑧)) → 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)))
48 eleq1 2866 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) → (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) ↔ (𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))))
4948biimparc 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝑦 + (𝑤 · 𝐵)) ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) ∧ 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · 𝐵))) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
5044, 47, 49syl2an 590 . . . . . . . . . 10 (((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) ∧ (𝑧 = (𝑤 · 𝐵) ∧ 𝑥 = (𝑦 + 𝑧))) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
5150exp43 428 . . . . . . . . 9 (𝑦𝐴 → (𝑤 ∈ ℂ → (𝑧 = (𝑤 · 𝐵) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))))))
5251rexlimdv 3211 . . . . . . . 8 (𝑦𝐴 → (∃𝑤 ∈ ℂ 𝑧 = (𝑤 · 𝐵) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))))
538, 52syl5bi 234 . . . . . . 7 (𝑦𝐴 → (𝑧 ∈ (span‘{𝐵}) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))))
5453rexlimdv 3211 . . . . . 6 (𝑦𝐴 → (∃𝑧 ∈ (span‘{𝐵})𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))))
5554rexlimiv 3208 . . . . 5 (∃𝑦𝐴𝑧 ∈ (span‘{𝐵})𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
567, 55sylbi 209 . . . 4 (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
572, 42shseli 28700 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) ↔ ∃𝑦𝐴𝑧 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})𝑥 = (𝑦 + 𝑧))
5816elspansni 28942 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}) ↔ ∃𝑤 ∈ ℂ 𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))
59 negcl 10572 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 ∈ ℂ → -𝑤 ∈ ℂ)
60 shmulcl 28600 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴S ∧ -𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ 𝐴) → (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴)
612, 9, 60mp3an13 1577 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (-𝑤 ∈ ℂ → (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴)
6259, 61syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ ℂ → (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴)
63 shaddcl 28599 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴S ∧ (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ 𝐴𝑦𝐴) → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) ∈ 𝐴)
6462, 63syl3an2 1204 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴S𝑤 ∈ ℂ ∧ 𝑦𝐴) → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) ∈ 𝐴)
652, 64mp3an1 1573 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑤 ∈ ℂ ∧ 𝑦𝐴) → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) ∈ 𝐴)
6665ancoms 451 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) ∈ 𝐴)
67 spansnmul 28948 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℂ) → (𝑤 · 𝐵) ∈ (span‘{𝐵}))
683, 67mpan 682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ ℂ → (𝑤 · 𝐵) ∈ (span‘{𝐵}))
6968adantl 474 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑤 · 𝐵) ∈ (span‘{𝐵}))
70 hvm1neg 28414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ ℋ) → (-1 · (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) = (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)))
7122, 70mpan2 683 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑤 ∈ ℂ → (-1 · (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) = (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)))
7271oveq2d 6894 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ ℂ → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-1 · (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)))) = ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))))
73 hvnegid 28409 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-1 · (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)))) = 0)
7430, 73syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ ℂ → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-1 · (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)))) = 0)
75 hvmulcl 28395 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((-𝑤 ∈ ℂ ∧ ((proj𝐴)‘𝐵) ∈ ℋ) → (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ)
7659, 22, 75sylancl 581 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑤 ∈ ℂ → (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ)
77 ax-hvcom 28383 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ) → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) = ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))))
7830, 76, 77syl2anc 580 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ ℂ → ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) = ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))))
7972, 74, 783eqtr3d 2841 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 ∈ ℂ → 0 = ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))))
8079adantl 474 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → 0 = ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))))
8180oveq1d 6893 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (0 + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
82 hvaddcl 28394 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑦 ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ ℋ)
8328, 32, 82syl2an 590 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ ℋ)
84 hvaddid2 28405 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ ℋ → (0 + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
8583, 84syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (0 + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
8676, 30jca 508 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 ∈ ℂ → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ))
8786adantl 474 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → ((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ))
8828, 32anim12i 607 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ))
89 hvadd4 28418 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) ∈ ℋ) ∧ (𝑦 ∈ ℋ ∧ (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∈ ℋ)) → (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
9087, 88, 89syl2anc 580 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵))) + (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
9181, 85, 903eqtr3d 2841 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
9226oveq2d 6894 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + (𝑤 · 𝐵)) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + ((𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
9391, 92eqtr4d 2836 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + (𝑤 · 𝐵)))
94 rspceov 6924 . . . . . . . . . . . . 13 ((((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 · 𝐵) ∈ (span‘{𝐵}) ∧ (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (((-𝑤 · ((proj𝐴)‘𝐵)) + 𝑦) + (𝑤 · 𝐵))) → ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{𝐵})(𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑣 + 𝑢))
9566, 69, 93, 94syl3anc 1491 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{𝐵})(𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑣 + 𝑢))
962, 6shseli 28700 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) ↔ ∃𝑣𝐴𝑢 ∈ (span‘{𝐵})(𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) = (𝑣 + 𝑢))
9795, 96sylibr 226 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) → (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))
98 oveq2 6886 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) → (𝑦 + 𝑧) = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
9998eqeq2d 2809 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))))
10099biimpa 469 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∧ 𝑥 = (𝑦 + 𝑧)) → 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))))
101 eleq1 2866 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) → (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) ↔ (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵}))))
102101biimparc 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵))) ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) ∧ 𝑥 = (𝑦 + (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)))) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))
10397, 100, 102syl2an 590 . . . . . . . . . 10 (((𝑦𝐴𝑤 ∈ ℂ) ∧ (𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) ∧ 𝑥 = (𝑦 + 𝑧))) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))
104103exp43 428 . . . . . . . . 9 (𝑦𝐴 → (𝑤 ∈ ℂ → (𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵}))))))
105104rexlimdv 3211 . . . . . . . 8 (𝑦𝐴 → (∃𝑤 ∈ ℂ 𝑧 = (𝑤 · ((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))))
10658, 105syl5bi 234 . . . . . . 7 (𝑦𝐴 → (𝑧 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))))
107106rexlimdv 3211 . . . . . 6 (𝑦𝐴 → (∃𝑧 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵}))))
108107rexlimiv 3208 . . . . 5 (∃𝑦𝐴𝑧 ∈ (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))
10957, 108sylbi 209 . . . 4 (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) → 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})))
11056, 109impbii 201 . . 3 (𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{𝐵})) ↔ 𝑥 ∈ (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})))
111110eqriv 2796 . 2 (𝐴 + (span‘{𝐵})) = (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
1121chssii 28613 . . . 4 𝐴 ⊆ ℋ
1133, 4ax-mp 5 . . . 4 {𝐵} ⊆ ℋ
114112, 113spanuni 28928 . . 3 (span‘(𝐴 ∪ {𝐵})) = ((span‘𝐴) + (span‘{𝐵}))
115 spanid 28731 . . . . 5 (𝐴S → (span‘𝐴) = 𝐴)
1162, 115ax-mp 5 . . . 4 (span‘𝐴) = 𝐴
117116oveq1i 6888 . . 3 ((span‘𝐴) + (span‘{𝐵})) = (𝐴 + (span‘{𝐵}))
118114, 117eqtri 2821 . 2 (span‘(𝐴 ∪ {𝐵})) = (𝐴 + (span‘{𝐵}))
11916, 40ax-mp 5 . . . 4 {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)} ⊆ ℋ
120112, 119spanuni 28928 . . 3 (span‘(𝐴 ∪ {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) = ((span‘𝐴) + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
121116oveq1i 6888 . . 3 ((span‘𝐴) + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) = (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
122120, 121eqtri 2821 . 2 (span‘(𝐴 ∪ {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)})) = (𝐴 + (span‘{((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
123111, 118, 1223eqtr4i 2831 1 (span‘(𝐴 ∪ {𝐵})) = (span‘(𝐴 ∪ {((proj‘(⊥‘𝐴))‘𝐵)}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 385   = wceq 1653  wcel 2157  wrex 3090  cun 3767  wss 3769  {csn 4368  cfv 6101  (class class class)co 6878  cc 10222  1c1 10225  -cneg 10557  chba 28301   + cva 28302   · csm 28303  0c0v 28306   S csh 28310   C cch 28311  cort 28312   + cph 28313  spancspn 28314  projcpjh 28319
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-inf2 8788  ax-cc 9545  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302  ax-addf 10303  ax-mulf 10304  ax-hilex 28381  ax-hfvadd 28382  ax-hvcom 28383  ax-hvass 28384  ax-hv0cl 28385  ax-hvaddid 28386  ax-hfvmul 28387  ax-hvmulid 28388  ax-hvmulass 28389  ax-hvdistr1 28390  ax-hvdistr2 28391  ax-hvmul0 28392  ax-hfi 28461  ax-his1 28464  ax-his2 28465  ax-his3 28466  ax-his4 28467  ax-hcompl 28584
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-fal 1667  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-iin 4713  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-se 5272  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-of 7131  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-supp 7533  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-2o 7800  df-oadd 7803  df-omul 7804  df-er 7982  df-map 8097  df-pm 8098  df-ixp 8149  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-fsupp 8518  df-fi 8559  df-sup 8590  df-inf 8591  df-oi 8657  df-card 9051  df-acn 9054  df-cda 9278  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-4 11378  df-5 11379  df-6 11380  df-7 11381  df-8 11382  df-9 11383  df-n0 11581  df-z 11667  df-dec 11784  df-uz 11931  df-q 12034  df-rp 12075  df-xneg 12193  df-xadd 12194  df-xmul 12195  df-ioo 12428  df-ico 12430  df-icc 12431  df-fz 12581  df-fzo 12721  df-fl 12848  df-seq 13056  df-exp 13115  df-hash 13371  df-cj 14180  df-re 14181  df-im 14182  df-sqrt 14316  df-abs 14317  df-clim 14560  df-rlim 14561  df-sum 14758  df-struct 16186  df-ndx 16187  df-slot 16188  df-base 16190  df-sets 16191  df-ress 16192  df-plusg 16280  df-mulr 16281  df-starv 16282  df-sca 16283  df-vsca 16284  df-ip 16285  df-tset 16286  df-ple 16287  df-ds 16289  df-unif 16290  df-hom 16291  df-cco 16292  df-rest 16398  df-topn 16399  df-0g 16417  df-gsum 16418  df-topgen 16419  df-pt 16420  df-prds 16423  df-xrs 16477  df-qtop 16482  df-imas 16483  df-xps 16485  df-mre 16561  df-mrc 16562  df-acs 16564  df-mgm 17557  df-sgrp 17599  df-mnd 17610  df-submnd 17651  df-mulg 17857  df-cntz 18062  df-cmn 18510  df-psmet 20060  df-xmet 20061  df-met 20062  df-bl 20063  df-mopn 20064  df-fbas 20065  df-fg 20066  df-cnfld 20069  df-top 21027  df-topon 21044  df-topsp 21066  df-bases 21079  df-cld 21152  df-ntr 21153  df-cls 21154  df-nei 21231  df-cn 21360  df-cnp 21361  df-lm 21362  df-haus 21448  df-tx 21694  df-hmeo 21887  df-fil 21978  df-fm 22070  df-flim 22071  df-flf 22072  df-xms 22453  df-ms 22454  df-tms 22455  df-cfil 23381  df-cau 23382  df-cmet 23383  df-grpo 27873  df-gid 27874  df-ginv 27875  df-gdiv 27876  df-ablo 27925  df-vc 27939  df-nv 27972  df-va 27975  df-ba 27976  df-sm 27977  df-0v 27978  df-vs 27979  df-nmcv 27980  df-ims 27981  df-dip 28081  df-ssp 28102  df-ph 28193  df-cbn 28244  df-hnorm 28350  df-hba 28351  df-hvsub 28353  df-hlim 28354  df-hcau 28355  df-sh 28589  df-ch 28603  df-oc 28634  df-ch0 28635  df-shs 28692  df-span 28693  df-pjh 28779
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