Metamath Proof Explorer


Theorem lspprel

Description: Member of the span of a pair of vectors. (Contributed by NM, 10-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses lsppr.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lsppr.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
lsppr.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lsppr.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
lsppr.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lsppr.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
lsppr.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
lsppr.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
lsppr.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
Assertion lspprel ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsppr.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lsppr.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
3 lsppr.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
4 lsppr.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
5 lsppr.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
6 lsppr.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
7 lsppr.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
8 lsppr.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
9 lsppr.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 lsppr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) = { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) } )
11 10 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โ†” ๐‘ โˆˆ { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) } ) )
12 id โŠข ( ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†’ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) )
13 ovex โŠข ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ V
14 12 13 eqeltrdi โŠข ( ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ V )
15 14 rexlimivw โŠข ( โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ V )
16 15 rexlimivw โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ V )
17 eqeq1 โŠข ( ๐‘ฃ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ฃ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†” ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) ) )
18 17 2rexbidv โŠข ( ๐‘ฃ = ๐‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) ) )
19 16 18 elab3 โŠข ( ๐‘ โˆˆ { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) } โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) )
20 11 19 bitrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐พ ๐‘ = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) + ( ๐‘™ ยท ๐‘Œ ) ) ) )