Theorem spanval 31314

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 31290	. 2 ⊢ span = (𝑦 ∈ 𝒫 ℋ ↦ ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥})
2		sseq1 3984	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (𝑦 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑥))
3	2	rabbidv 3423	. . 3 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
4	3	inteqd 4927	. 2 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝑦 ⊆ 𝑥} = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})
5		ax-hilex 30980	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ V
6	5	elpw2 5304	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 ℋ ↔ 𝐴 ⊆ ℋ)
7	6	biimpri 228	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → 𝐴 ∈ 𝒫 ℋ)
8		helsh 31226	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ Sℋ
9		sseq2 3985	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℋ → (𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ 𝐴 ⊆ ℋ))
10	9	rspcev 3601	. . . 4 ⊢ (( ℋ ∈ Sℋ ∧ 𝐴 ⊆ ℋ) → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
11	8, 10	mpan 690	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → ∃𝑥 ∈ Sℋ 𝐴 ⊆ 𝑥)
12		intexrab 5317	. . 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 7009	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℋ → (span‘𝐴) = ∩ {𝑥 ∈ Sℋ ∣ 𝐴 ⊆ 𝑥})

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∃wrex 3060  {crab 3415  Vcvv 3459   ⊆ wss 3926  𝒫 cpw 4575  ∩ cint 4922  ‘cfv 6531   ℋchba 30900   S_ℋ csh 30909  spancspn 30913

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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-1cn 11187  ax-addcl 11189  ax-hilex 30980  ax-hfvadd 30981  ax-hv0cl 30984  ax-hfvmul 30986

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 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-map 8842  df-nn 12241  df-hlim 30953  df-sh 31188  df-ch 31202  df-span 31290

This theorem is referenced by:  spancl  31317  spanss2  31326  spanid  31328  spanss  31329  shsval3i  31369  elspani  31524