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Theorem lsppr

Description: Span of a pair of vectors. (Contributed by NM, 22-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses lsppr.v ⊢ V = Base W
lsppr.a ⊢ + ˙ = + W
lsppr.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
lsppr.k ⊢ K = Base F
lsppr.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
lsppr.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lsppr.w ⊢ φ → W ∈ LMod
lsppr.x ⊢ φ → X ∈ V
lsppr.y ⊢ φ → Y ∈ V
Assertion lsppr ⊢ φ → N ⁡ X Y = v | ∃ k ∈ K ∃ l ∈ K v = k · ˙ X + ˙ l · ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsppr.v ⊢ V = Base W
2 lsppr.a ⊢ + ˙ = + W
3 lsppr.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
4 lsppr.k ⊢ K = Base F
5 lsppr.t ⊢ · ˙ = ⋅ W
6 lsppr.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
7 lsppr.w ⊢ φ → W ∈ LMod
8 lsppr.x ⊢ φ → X ∈ V
9 lsppr.y ⊢ φ → Y ∈ V
10 df-pr ⊢ X Y = X ∪ Y
11 10 fveq2i ⊢ N ⁡ X Y = N ⁡ X ∪ Y
12 8 snssd ⊢ φ → X ⊆ V
13 9 snssd ⊢ φ → Y ⊆ V
14 1 6 lspun ⊢ W ∈ LMod ∧ X ⊆ V ∧ Y ⊆ V → N ⁡ X ∪ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
15 7 12 13 14 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X ∪ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
16 eqid ⊢ LSubSp ⁡ W = LSubSp ⁡ W
17 1 16 6 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
18 7 8 17 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W
19 1 16 6 lspsncl ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
20 7 9 19 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W
21 eqid ⊢ LSSum ⁡ W = LSSum ⁡ W
22 16 6 21 lsmsp ⊢ W ∈ LMod ∧ N ⁡ X ∈ LSubSp ⁡ W ∧ N ⁡ Y ∈ LSubSp ⁡ W → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
23 7 18 20 22 syl3anc ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y = N ⁡ N ⁡ X ∪ N ⁡ Y
24 1 2 3 4 5 21 6 7 8 9 lsmspsn ⊢ φ → v ∈ N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y ↔ ∃ k ∈ K ∃ l ∈ K v = k · ˙ X + ˙ l · ˙ Y
25 24 eqabdv ⊢ φ → N ⁡ X LSSum ⁡ W N ⁡ Y = v | ∃ k ∈ K ∃ l ∈ K v = k · ˙ X + ˙ l · ˙ Y
26 15 23 25 3eqtr2d ⊢ φ → N ⁡ X ∪ Y = v | ∃ k ∈ K ∃ l ∈ K v = k · ˙ X + ˙ l · ˙ Y
27 11 26 eqtrid ⊢ φ → N ⁡ X Y = v | ∃ k ∈ K ∃ l ∈ K v = k · ˙ X + ˙ l · ˙ Y