MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lspprat Unicode version

Theorem lspprat 16116
Description: A proper subspace of the span of a pair of vectors is the span of a singleton (an atom) or the zero subspace (if  z is zero). Proof suggested by Mario Carneiro, 28-Aug-2014. (Contributed by NM, 29-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lspprat.v  |-  V  =  ( Base `  W
)
lspprat.s  |-  S  =  ( LSubSp `  W )
lspprat.n  |-  N  =  ( LSpan `  W )
lspprat.w  |-  ( ph  ->  W  e.  LVec )
lspprat.u  |-  ( ph  ->  U  e.  S )
lspprat.x  |-  ( ph  ->  X  e.  V )
lspprat.y  |-  ( ph  ->  Y  e.  V )
lspprat.p  |-  ( ph  ->  U  C.  ( N `
 { X ,  Y } ) )
Assertion
Ref Expression
lspprat  |-  ( ph  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) )
Distinct variable groups:    z, N    z, U    z, V    z, W    ph, z
Allowed substitution hints:    S( z)    X( z)    Y( z)

Proof of Theorem lspprat
StepHypRef Expression
1 ssdif0 3601 . . 3  |-  ( U 
C_  { ( 0g
`  W ) }  <-> 
( U  \  {
( 0g `  W
) } )  =  (/) )
2 lspprat.w . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  W  e.  LVec )
3 lveclmod 16069 . . . . . . . 8  |-  ( W  e.  LVec  ->  W  e. 
LMod )
42, 3syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  W  e.  LMod )
5 lspprat.v . . . . . . . 8  |-  V  =  ( Base `  W
)
6 eqid 2366 . . . . . . . 8  |-  ( 0g
`  W )  =  ( 0g `  W
)
75, 6lmod0vcl 15869 . . . . . . 7  |-  ( W  e.  LMod  ->  ( 0g
`  W )  e.  V )
84, 7syl 15 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( 0g `  W
)  e.  V )
98adantr 451 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  ( 0g `  W )  e.  V )
10 simpr 447 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  U  C_ 
{ ( 0g `  W ) } )
11 lspprat.u . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U  e.  S )
12 lspprat.s . . . . . . . . . 10  |-  S  =  ( LSubSp `  W )
136, 12lss0ss 15916 . . . . . . . . 9  |-  ( ( W  e.  LMod  /\  U  e.  S )  ->  { ( 0g `  W ) }  C_  U )
144, 11, 13syl2anc 642 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  { ( 0g `  W ) }  C_  U )
1514adantr 451 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  { ( 0g `  W ) }  C_  U )
1610, 15eqssd 3282 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  U  =  { ( 0g `  W ) } )
17 lspprat.n . . . . . . . . 9  |-  N  =  ( LSpan `  W )
186, 17lspsn0 15975 . . . . . . . 8  |-  ( W  e.  LMod  ->  ( N `
 { ( 0g
`  W ) } )  =  { ( 0g `  W ) } )
194, 18syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( N `  {
( 0g `  W
) } )  =  { ( 0g `  W ) } )
2019adantr 451 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  ( N `  { ( 0g `  W ) } )  =  { ( 0g `  W ) } )
2116, 20eqtr4d 2401 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  U  =  ( N `  { ( 0g `  W ) } ) )
22 sneq 3740 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  { z }  =  { ( 0g `  W ) } )
2322fveq2d 5636 . . . . . . 7  |-  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  ( N `  { z } )  =  ( N `  { ( 0g `  W ) } ) )
2423eqeq2d 2377 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( 0g `  W )  ->  ( U  =  ( N `  { z } )  <-> 
U  =  ( N `
 { ( 0g
`  W ) } ) ) )
2524rspcev 2969 . . . . 5  |-  ( ( ( 0g `  W
)  e.  V  /\  U  =  ( N `  { ( 0g `  W ) } ) )  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) )
269, 21, 25syl2anc 642 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  U  C_  { ( 0g `  W ) } )  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) )
2726ex 423 . . 3  |-  ( ph  ->  ( U  C_  { ( 0g `  W ) }  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) ) )
281, 27syl5bir 209 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  =  (/)  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) ) )
29 difss 3390 . . . . . . 7  |-  ( U 
\  { ( 0g
`  W ) } )  C_  U
305, 12lssss 15904 . . . . . . . 8  |-  ( U  e.  S  ->  U  C_  V )
3111, 30syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U  C_  V )
3229, 31syl5ss 3276 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( U  \  {
( 0g `  W
) } )  C_  V )
3332sseld 3265 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( z  e.  ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  ->  z  e.  V ) )
34 lspprat.x . . . . . 6  |-  ( ph  ->  X  e.  V )
35 lspprat.y . . . . . 6  |-  ( ph  ->  Y  e.  V )
36 lspprat.p . . . . . 6  |-  ( ph  ->  U  C.  ( N `
 { X ,  Y } ) )
375, 12, 17, 2, 11, 34, 35, 36, 6lsppratlem6 16115 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( z  e.  ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  ->  U  =  ( N `  { z } ) ) )
3833, 37jcad 519 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( z  e.  ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  ->  (
z  e.  V  /\  U  =  ( N `  { z } ) ) ) )
3938eximdv 1627 . . 3  |-  ( ph  ->  ( E. z  z  e.  ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  ->  E. z ( z  e.  V  /\  U  =  ( N `  { z } ) ) ) )
40 n0 3552 . . 3  |-  ( ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  =/=  (/)  <->  E. z 
z  e.  ( U 
\  { ( 0g
`  W ) } ) )
41 df-rex 2634 . . 3  |-  ( E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } )  <->  E. z ( z  e.  V  /\  U  =  ( N `  {
z } ) ) )
4239, 40, 413imtr4g 261 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( U  \  { ( 0g `  W ) } )  =/=  (/)  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) ) )
4328, 42pm2.61dne 2606 1  |-  ( ph  ->  E. z  e.  V  U  =  ( N `  { z } ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358   E.wex 1546    = wceq 1647    e. wcel 1715    =/= wne 2529   E.wrex 2629    \ cdif 3235    C_ wss 3238    C. wpss 3239   (/)c0 3543   {csn 3729   {cpr 3730   ` cfv 5358   Basecbs 13356   0gc0g 13610   LModclmod 15837   LSubSpclss 15899   LSpanclspn 15938   LVecclvec 16065
This theorem is referenced by:  dvh3dim3N  31698
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1551  ax-5 1562  ax-17 1621  ax-9 1659  ax-8 1680  ax-13 1717  ax-14 1719  ax-6 1734  ax-7 1739  ax-11 1751  ax-12 1937  ax-ext 2347  ax-rep 4233  ax-sep 4243  ax-nul 4251  ax-pow 4290  ax-pr 4316  ax-un 4615  ax-cnex 8940  ax-resscn 8941  ax-1cn 8942  ax-icn 8943  ax-addcl 8944  ax-addrcl 8945  ax-mulcl 8946  ax-mulrcl 8947  ax-mulcom 8948  ax-addass 8949  ax-mulass 8950  ax-distr 8951  ax-i2m1 8952  ax-1ne0 8953  ax-1rid 8954  ax-rnegex 8955  ax-rrecex 8956  ax-cnre 8957  ax-pre-lttri 8958  ax-pre-lttrn 8959  ax-pre-ltadd 8960  ax-pre-mulgt0 8961
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 936  df-3an 937  df-tru 1324  df-ex 1547  df-nf 1550  df-sb 1654  df-eu 2221  df-mo 2222  df-clab 2353  df-cleq 2359  df-clel 2362  df-nfc 2491  df-ne 2531  df-nel 2532  df-ral 2633  df-rex 2634  df-reu 2635  df-rmo 2636  df-rab 2637  df-v 2875  df-sbc 3078  df-csb 3168  df-dif 3241  df-un 3243  df-in 3245  df-ss 3252  df-pss 3254  df-nul 3544  df-if 3655  df-pw 3716  df-sn 3735  df-pr 3736  df-tp 3737  df-op 3738  df-uni 3930  df-int 3965  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4180  df-mpt 4181  df-tr 4216  df-eprel 4408  df-id 4412  df-po 4417  df-so 4418  df-fr 4455  df-we 4457  df-ord 4498  df-on 4499  df-lim 4500  df-suc 4501  df-om 4760  df-xp 4798  df-rel 4799  df-cnv 4800  df-co 4801  df-dm 4802  df-rn 4803  df-res 4804  df-ima 4805  df-iota 5322  df-fun 5360  df-fn 5361  df-f 5362  df-f1 5363  df-fo 5364  df-f1o 5365  df-fv 5366  df-ov 5984  df-oprab 5985  df-mpt2 5986  df-1st 6249  df-2nd 6250  df-tpos 6376  df-riota 6446  df-recs 6530  df-rdg 6565  df-er 6802  df-en 7007  df-dom 7008  df-sdom 7009  df-pnf 9016  df-mnf 9017  df-xr 9018  df-ltxr 9019  df-le 9020  df-sub 9186  df-neg 9187  df-nn 9894  df-2 9951  df-3 9952  df-ndx 13359  df-slot 13360  df-base 13361  df-sets 13362  df-ress 13363  df-plusg 13429  df-mulr 13430  df-0g 13614  df-mnd 14577  df-grp 14699  df-minusg 14700  df-sbg 14701  df-cmn 15301  df-abl 15302  df-mgp 15536  df-rng 15550  df-ur 15552  df-oppr 15615  df-dvdsr 15633  df-unit 15634  df-invr 15664  df-drng 15724  df-lmod 15839  df-lss 15900  df-lsp 15939  df-lvec 16066
  Copyright terms: Public domain W3C validator