Theorem spanval 31320

Description: Value of the linear span of a subset of Hilbert space. The span is the intersection of all subspaces constraining the subset. Definition of span in [Schechter] p. 276. (Contributed by NM, 2-Jun-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
spanval	⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem spanval

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-span 31296	. 2 ⊢ span = (𝑦 ∈ 𝒫 ℋ ↦ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥})
2		sseq1 3955	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (𝑦 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑥))
3	2	rabbidv 3402	. . 3 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
4	3	inteqd 4902	. 2 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
5		ax-hilex 30986	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ V
6	5	elpw2 5274	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 ℋ ↔ 𝐴 ⊆ ℋ)
7	6	biimpri 228	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → 𝐴 ∈ 𝒫 ℋ)
8		helsh 31232	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ Sℋ
9		sseq2 3956	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℋ → (𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ ℋ))
10	9	rspcev 3572	. . . 4 ⊢ (( ℋ ∈ Sℋ ∧ 𝐴 ⊆ ℋ) → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
11	8, 10	mpan 690	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
12		intexrab 5287	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥} ∈ V)
13	11, 12	sylib 218	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥} ∈ V)
14	1, 4, 7, 13	fvmptd3 6958	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  ∃wrex 3056  {crab 3395  Vcvv 3436   ⊆ wss 3897  𝒫 cpw 4549  ∩ cint 4897  ‘cfv 6487   ℋchba 30906   S_ℋ csh 30915  spancspn 30919

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5219  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5305  ax-pr 5372  ax-un 7674  ax-cnex 11068  ax-1cn 11070  ax-addcl 11072  ax-hilex 30986  ax-hfvadd 30987  ax-hv0cl 30990  ax-hfvmul 30992

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-ral 3048  df-rex 3057  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4283  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4576  df-pr 4578  df-op 4582  df-uni 4859  df-int 4898  df-iun 4943  df-br 5094  df-opab 5156  df-mpt 5175  df-tr 5201  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  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 6254  df-ord 6315  df-on 6316  df-lim 6317  df-suc 6318  df-iota 6443  df-fun 6489  df-fn 6490  df-f 6491  df-f1 6492  df-fo 6493  df-f1o 6494  df-fv 6495  df-ov 7355  df-oprab 7356  df-mpo 7357  df-om 7803  df-2nd 7928  df-frecs 8217  df-wrecs 8248  df-recs 8297  df-rdg 8335  df-map 8758  df-nn 12132  df-hlim 30959  df-sh 31194  df-ch 31208  df-span 31296

This theorem is referenced by:  spancl  31323  spanss2  31332  spanid  31334  spanss  31335  shsval3i  31375  elspani  31530