Metamath Proof Explorer


Theorem spansneleq

Description: Membership relation that implies equality of spans. (Contributed by NM, 6-Jun-2004) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion spansneleq ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( span โ€˜ { ๐ต } ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elspansn โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( span โ€˜ { ๐ต } ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) )
2 1 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( span โ€˜ { ๐ต } ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) )
3 sneq โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ { ๐ด } = { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } )
4 3 fveq2d โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) )
5 4 ad2antll โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) )
6 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) = ( 0 ยทโ„Ž ๐ต ) )
7 ax-hvmul0 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( 0 ยทโ„Ž ๐ต ) = 0โ„Ž )
8 6 7 sylan9eqr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ = 0 ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) = 0โ„Ž )
9 8 ex โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) = 0โ„Ž ) )
10 eqeq1 โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( ๐ด = 0โ„Ž โ†” ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) = 0โ„Ž ) )
11 10 biimprd โŠข ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) = 0โ„Ž โ†’ ๐ด = 0โ„Ž ) )
12 9 11 sylan9 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ๐ด = 0โ„Ž ) )
13 12 necon3d โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 ) )
14 13 ex โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 ) ) )
15 14 com23 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 ) ) )
16 15 impd โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 ) )
17 16 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) โ†’ ๐‘ฅ โ‰  0 ) )
18 spansncol โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โ‰  0 ) โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) )
19 18 3expia โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ‰  0 โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) )
20 17 19 syld โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) )
21 20 exp4b โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) ) ) )
22 21 com23 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) ) ) )
23 22 imp43 โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) โ†’ ( span โ€˜ { ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) )
24 5 23 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) )
25 24 rexlimdvaa โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ๐ด = ( ๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐ต ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) )
26 2 25 sylbid โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( span โ€˜ { ๐ต } ) โ†’ ( span โ€˜ { ๐ด } ) = ( span โ€˜ { ๐ต } ) ) )