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Theorem lsmpr

Description: The span of a pair of vectors equals the sum of the spans of their singletons. (Contributed by NM, 13-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses lsmpr.v ⊢ V = Base W
lsmpr.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lsmpr.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ W
lsmpr.w ⊢ φ → W ∈ LMod
lsmpr.x ⊢ φ → X ∈ V
lsmpr.y ⊢ φ → Y ∈ V
Assertion lsmpr ⊢ φ → N ⁡ X Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmpr.v ⊢ V = Base W
2 lsmpr.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
3 lsmpr.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ W
4 lsmpr.w ⊢ φ → W ∈ LMod
5 lsmpr.x ⊢ φ → X ∈ V
6 lsmpr.y ⊢ φ → Y ∈ V
7 5 snssd ⊢ φ → X ⊆ V
8 6 snssd ⊢ φ → Y ⊆ V
9 1 2 lspun ⊢ W ∈ LMod ∧ X ⊆ V ∧ Y ⊆ V → N ⁡ X ∪ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
10 4 7 8 9 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ∪ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
11 df-pr ⊢ X Y = X ∪ Y
12 11 fveq2i ⊢ N ⁡ X Y = N ⁡ X ∪ Y
13 12 a1i ⊢ φ → N ⁡ X Y = N ⁡ X ∪ Y
14 eqid ⊢ LSubSp ⁡ W = LSubSp ⁡ W
15 1 14 2 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
16 4 5 15 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
17 1 14 2 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
18 4 6 17 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
19 14 2 3 lsmsp ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
20 4 16 18 19 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
21 10 13 20 3eqtr4d ⊢ φ → N ⁡ X Y = N ⁡ X ⊕ ˙ N ⁡ Y