Metamath Proof Explorer


Theorem lspsneleq

Description: Membership relation that implies equality of spans. ( spansneleq analog.) (Contributed by NM, 4-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses lspsneleq.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lspsneleq.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
lspsneleq.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
lspsneleq.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
lspsneleq.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
lspsneleq.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
lspsneleq.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โ‰  0 )
Assertion lspsneleq ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lspsneleq.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 lspsneleq.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
3 lspsneleq.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘Š )
4 lspsneleq.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
5 lspsneleq.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
6 lspsneleq.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
7 lspsneleq.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โ‰  0 )
8 lveclmod โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
9 4 8 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
10 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
11 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
12 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
13 10 11 1 12 3 lspsnel โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) )
14 9 5 13 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) )
15 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) )
16 15 sneqd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ { ๐‘Œ } = { ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) } )
17 16 fveq2d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) } ) )
18 4 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
19 simplr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
20 7 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘Œ โ‰  0 )
21 simplr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โˆง ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) )
22 simpr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โˆง ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
23 22 oveq1d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โˆง ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) = ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) )
24 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
25 1 10 12 24 2 lmod0vs โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) = 0 )
26 9 5 25 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) = 0 )
27 26 ad3antrrr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โˆง ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) = 0 )
28 21 23 27 3eqtrd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โˆง ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘Œ = 0 )
29 28 ex โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐‘˜ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ๐‘Œ = 0 ) )
30 29 necon3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐‘Œ โ‰  0 โ†’ ๐‘˜ โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) )
31 20 30 mpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘˜ โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) )
32 5 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
33 1 10 12 11 24 3 lspsnvs โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LVec โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘˜ โ‰  ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
34 18 19 31 32 33 syl121anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
35 17 34 eqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โˆง ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
36 35 rexlimdva2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘Œ = ( ๐‘˜ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) )
37 14 36 sylbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) ) )
38 6 37 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) = ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) )