MPE Home 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