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Theorem spanuni

Description: The span of a union is the subspace sum of spans. (Contributed by NM, 2-Jun-2004) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses spanun.1 A
spanun.2 B
Assertion spanuni span A B = span A + span B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 spanun.1 A
2 spanun.2 B
3 spancl A span A S
4 1 3 ax-mp span A S
5 spancl B span B S
6 2 5 ax-mp span B S
7 4 6 shscli span A + span B S
8 7 shssii span A + span B
9 spanss2 A A span A
10 1 9 ax-mp A span A
11 spanss2 B B span B
12 2 11 ax-mp B span B
13 unss12 A span A B span B A B span A span B
14 10 12 13 mp2an A B span A span B
15 4 6 shunssi span A span B span A + span B
16 14 15 sstri A B span A + span B
17 spanss span A + span B A B span A + span B span A B span span A + span B
18 8 16 17 mp2an span A B span span A + span B
19 spanid span A + span B S span span A + span B = span A + span B
20 7 19 ax-mp span span A + span B = span A + span B
21 18 20 sseqtri span A B span A + span B
22 4 6 shseli x span A + span B z span A w span B x = z + w
23 r2ex z span A w span B x = z + w z w z span A w span B x = z + w
24 22 23 bitri x span A + span B z w z span A w span B x = z + w
25 vex z V
26 25 elspani A z span A y S A y z y
27 1 26 ax-mp z span A y S A y z y
28 vex w V
29 28 elspani B w span B y S B y w y
30 2 29 ax-mp w span B y S B y w y
31 27 30 anbi12i z span A w span B y S A y z y y S B y w y
32 r19.26 y S A y z y B y w y y S A y z y y S B y w y
33 31 32 bitr4i z span A w span B y S A y z y B y w y
34 r19.27v y S A y z y B y w y x = z + w y S A y z y B y w y x = z + w
35 33 34 sylanb z span A w span B x = z + w y S A y z y B y w y x = z + w
36 unss A y B y A B y
37 anim12 A y z y B y w y A y B y z y w y
38 36 37 syl5bir A y z y B y w y A B y z y w y
39 shaddcl y S z y w y z + w y
40 39 3expib y S z y w y z + w y
41 38 40 sylan9r y S A y z y B y w y A B y z + w y
42 eleq1 x = z + w x y z + w y
43 42 biimprd x = z + w z + w y x y
44 41 43 sylan9 y S A y z y B y w y x = z + w A B y x y
45 44 expl y S A y z y B y w y x = z + w A B y x y
46 45 ralimia y S A y z y B y w y x = z + w y S A B y x y
47 1 2 unssi A B
48 vex x V
49 48 elspani A B x span A B y S A B y x y
50 47 49 ax-mp x span A B y S A B y x y
51 46 50 sylibr y S A y z y B y w y x = z + w x span A B
52 35 51 syl z span A w span B x = z + w x span A B
53 52 exlimivv z w z span A w span B x = z + w x span A B
54 24 53 sylbi x span A + span B x span A B
55 54 ssriv span A + span B span A B
56 21 55 eqssi span A B = span A + span B