Metamath Proof Explorer


Theorem lsppreli

Description: A vector expressed as a sum belongs to the span of its components. (Contributed by NM, 9-Apr-2015)

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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsppreli.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lsppreli.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
3 lsppreli.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
4 lsppreli.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
5 lsppreli.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
6 lsppreli.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
7 lsppreli.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
8 lsppreli.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐พ )
9 lsppreli.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐พ )
10 lsppreli.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
11 lsppreli.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
12 1 6 lspsnsubg โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
13 7 10 12 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
14 1 6 lspsnsubg โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
15 7 11 14 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) )
16 1 3 4 5 6 7 8 10 lspsneli โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
17 1 3 4 5 6 7 9 11 lspsneli โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
18 eqid โŠข ( LSSum โ€˜ ๐‘Š ) = ( LSSum โ€˜ ๐‘Š )
19 2 18 lsmelvali โŠข ( ( ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆง ( ๐ต ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) + ( ๐ต ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ( LSSum โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) )
20 13 15 16 17 19 syl22anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) + ( ๐ต ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ( LSSum โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) )
21 1 6 18 7 10 11 lsmpr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ( LSSum โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) ) )
22 20 21 eleqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐‘‹ ) + ( ๐ต ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) )