Metamath Proof Explorer


Theorem lspsnel

Description: Member of span of the singleton of a vector. ( elspansn analog.) (Contributed by NM, 22-Feb-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lspsn.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lspsn.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
lspsn.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lspsn.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lspsn.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
Assertion lspsnel ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ˆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lspsn.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 lspsn.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
3 lspsn.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
4 lspsn.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
5 lspsn.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
6 1 2 3 4 5 lspsn โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) = { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) } )
7 6 eleq2d โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ˆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” ๐‘ˆ โˆˆ { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) } ) )
8 id โŠข ( ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) )
9 ovex โŠข ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โˆˆ V
10 8 9 eqeltrdi โŠข ( ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ V )
11 10 rexlimivw โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ V )
12 eqeq1 โŠข ( ๐‘ฃ = ๐‘ˆ โ†’ ( ๐‘ฃ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โ†” ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) )
13 12 rexbidv โŠข ( ๐‘ฃ = ๐‘ˆ โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) )
14 11 13 elab3 โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ { ๐‘ฃ โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ฃ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) } โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) )
15 7 14 bitrdi โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ˆ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ๐พ ๐‘ˆ = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‹ ) ) )