Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lsmsp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lsmsp 19298
 Description: Subspace sum in terms of span. (Contributed by NM, 6-Feb-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 21-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lsmsp.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lsmsp.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
lsmsp.p = (LSSum‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lsmsp ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇 𝑈) = (𝑁‘(𝑇𝑈)))

Proof of Theorem lsmsp
StepHypRef Expression
1 simp1 1129 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑊 ∈ LMod)
2 eqid 2770 . . . . . . . 8 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
3 lsmsp.s . . . . . . . 8 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
42, 3lssss 19146 . . . . . . 7 (𝑇𝑆𝑇 ⊆ (Base‘𝑊))
543ad2ant2 1127 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑇 ⊆ (Base‘𝑊))
62, 3lssss 19146 . . . . . . 7 (𝑈𝑆𝑈 ⊆ (Base‘𝑊))
763ad2ant3 1128 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝑊))
85, 7unssd 3938 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇𝑈) ⊆ (Base‘𝑊))
9 lsmsp.n . . . . . 6 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
102, 9lspssid 19197 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑇𝑈) ⊆ (Base‘𝑊)) → (𝑇𝑈) ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)))
111, 8, 10syl2anc 565 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇𝑈) ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)))
1211unssad 3939 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑇 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)))
1311unssbd 3940 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑈 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)))
143lsssssubg 19170 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LMod → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
15143ad2ant1 1126 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
16 simp2 1130 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑇𝑆)
1715, 16sseldd 3751 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊))
18 simp3 1131 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑈𝑆)
1915, 18sseldd 3751 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
202, 3, 9lspcl 19188 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑇𝑈) ⊆ (Base‘𝑊)) → (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∈ 𝑆)
211, 8, 20syl2anc 565 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∈ 𝑆)
2215, 21sseldd 3751 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∈ (SubGrp‘𝑊))
23 lsmsp.p . . . . 5 = (LSSum‘𝑊)
2423lsmlub 18284 . . . 4 ((𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∈ (SubGrp‘𝑊)) → ((𝑇 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∧ 𝑈 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈))) ↔ (𝑇 𝑈) ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈))))
2517, 19, 22, 24syl3anc 1475 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → ((𝑇 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)) ∧ 𝑈 ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈))) ↔ (𝑇 𝑈) ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈))))
2612, 13, 25mpbi2and 683 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇 𝑈) ⊆ (𝑁‘(𝑇𝑈)))
273, 23lsmcl 19295 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇 𝑈) ∈ 𝑆)
2823lsmunss 18279 . . . 4 ((𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊)) → (𝑇𝑈) ⊆ (𝑇 𝑈))
2917, 19, 28syl2anc 565 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇𝑈) ⊆ (𝑇 𝑈))
303, 9lspssp 19200 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑇 𝑈) ∈ 𝑆 ∧ (𝑇𝑈) ⊆ (𝑇 𝑈)) → (𝑁‘(𝑇𝑈)) ⊆ (𝑇 𝑈))
311, 27, 29, 30syl3anc 1475 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑁‘(𝑇𝑈)) ⊆ (𝑇 𝑈))
3226, 31eqssd 3767 1 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑇𝑆𝑈𝑆) → (𝑇 𝑈) = (𝑁‘(𝑇𝑈)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 382   ∧ w3a 1070   = wceq 1630   ∈ wcel 2144   ∪ cun 3719   ⊆ wss 3721  ‘cfv 6031  (class class class)co 6792  Basecbs 16063  SubGrpcsubg 17795  LSSumclsm 18255  LModclmod 19072  LSubSpclss 19141  LSpanclspn 19183 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-er 7895  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-nn 11222  df-2 11280  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-ress 16071  df-plusg 16161  df-0g 16309  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-submnd 17543  df-grp 17632  df-minusg 17633  df-sbg 17634  df-subg 17798  df-cntz 17956  df-lsm 18257  df-cmn 18401  df-abl 18402  df-mgp 18697  df-ur 18709  df-ring 18756  df-lmod 19074  df-lss 19142  df-lsp 19184 This theorem is referenced by:  lsmsp2  19299  lsmpr  19301  lsppr  19305  islshpsm  34782  lshpnel2N  34787  lkrlsp3  34906  djhlsmcl  37217  dochsatshp  37254
 Copyright terms: Public domain W3C validator