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Theorem lssats2

Description: A way to express atomisticity (a subspace is the union of its atoms). (Contributed by NM, 3-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses lssats2.s ⊢ S = LSubSp ⁡ W
lssats2.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
lssats2.w ⊢ φ → W ∈ LMod
lssats2.u ⊢ φ → U ∈ S
Assertion lssats2 ⊢ φ → U = ⋃ x ∈ U N ⁡ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lssats2.s ⊢ S = LSubSp ⁡ W
2 lssats2.n ⊢ N = LSpan ⁡ W
3 lssats2.w ⊢ φ → W ∈ LMod
4 lssats2.u ⊢ φ → U ∈ S
5 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ U → y ∈ U
6 3 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ U → W ∈ LMod
7 eqid ⊢ Base W = Base W
8 7 1 lssel ⊢ U ∈ S ∧ y ∈ U → y ∈ Base W
9 4 8 sylan ⊢ φ ∧ y ∈ U → y ∈ Base W
10 7 2 lspsnid ⊢ W ∈ LMod ∧ y ∈ Base W → y ∈ N ⁡ y
11 6 9 10 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ U → y ∈ N ⁡ y
12 sneq ⊢ x = y → x = y
13 12 fveq2d ⊢ x = y → N ⁡ x = N ⁡ y
14 13 eleq2d ⊢ x = y → y ∈ N ⁡ x ↔ y ∈ N ⁡ y
15 14 rspcev ⊢ y ∈ U ∧ y ∈ N ⁡ y → ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x
16 5 11 15 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ U → ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x
17 16 ex ⊢ φ → y ∈ U → ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x
18 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ U → W ∈ LMod
19 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ U → U ∈ S
20 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ U → x ∈ U
21 1 2 18 19 20 ellspsn5 ⊢ φ ∧ x ∈ U → N ⁡ x ⊆ U
22 21 sseld ⊢ φ ∧ x ∈ U → y ∈ N ⁡ x → y ∈ U
23 22 rexlimdva ⊢ φ → ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x → y ∈ U
24 17 23 impbid ⊢ φ → y ∈ U ↔ ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x
25 eliun ⊢ y ∈ ⋃ x ∈ U N ⁡ x ↔ ∃ x ∈ U y ∈ N ⁡ x
26 24 25 bitr4di ⊢ φ → y ∈ U ↔ y ∈ ⋃ x ∈ U N ⁡ x
27 26 eqrdv ⊢ φ → U = ⋃ x ∈ U N ⁡ x