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Theorem cdj3lem1 22844
Description: A property of " A and  B are completely disjoint subspaces." Part of Lemma 5 of [Holland] p. 1520. (Contributed by NM, 23-May-2005.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
cdj1.1  |-  A  e.  SH
cdj1.2  |-  B  e.  SH
Assertion
Ref Expression
cdj3lem1  |-  ( E. x  e.  RR  (
0  <  x  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  =  0H )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    x, B, y, z

Proof of Theorem cdj3lem1
StepHypRef Expression
1 elin 3266 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  ( A  i^i  B )  <->  ( w  e.  A  /\  w  e.  B ) )
2 cdj1.2 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  B  e.  SH
3 neg1cn 9693 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  -u 1  e.  CC
4 shmulcl 21627 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( B  e.  SH  /\  -u 1  e.  CC  /\  w  e.  B )  ->  ( -u 1  .h  w )  e.  B
)
52, 3, 4mp3an12 1272 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  B  ->  ( -u 1  .h  w )  e.  B )
65anim2i 555 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( w  e.  A  /\  w  e.  B )  ->  ( w  e.  A  /\  ( -u 1  .h  w )  e.  B
) )
71, 6sylbi 189 . . . . . . . . . . 11  |-  ( w  e.  ( A  i^i  B )  ->  ( w  e.  A  /\  ( -u 1  .h  w )  e.  B ) )
8 fveq2 5377 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  w  ->  ( normh `  y )  =  ( normh `  w )
)
98oveq1d 5725 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  w  ->  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  =  ( ( normh `  w )  +  ( normh `  z
) ) )
10 oveq1 5717 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  w  ->  (
y  +h  z )  =  ( w  +h  z ) )
1110fveq2d 5381 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  w  ->  ( normh `  ( y  +h  z ) )  =  ( normh `  ( w  +h  z ) ) )
1211oveq2d 5726 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  w  ->  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) )  =  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  z ) ) ) )
139, 12breq12d 3933 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  w  ->  (
( ( normh `  y
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  <-> 
( ( normh `  w
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( w  +h  z ) ) ) ) )
14 fveq2 5377 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  ( normh `  z )  =  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )
1514oveq2d 5726 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  (
( normh `  w )  +  ( normh `  z
) )  =  ( ( normh `  w )  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) ) )
16 oveq2 5718 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  (
w  +h  z )  =  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) )
1716fveq2d 5381 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  ( normh `  ( w  +h  z ) )  =  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) )
1817oveq2d 5726 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  (
x  x.  ( normh `  ( w  +h  z
) ) )  =  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) ) ) )
1915, 18breq12d 3933 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  ( -u 1  .h  w )  ->  (
( ( normh `  w
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( w  +h  z ) ) )  <-> 
( ( normh `  w
)  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) ) ) )
2013, 19rcla42v 2827 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( w  e.  A  /\  ( -u 1  .h  w
)  e.  B )  ->  ( A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y )  +  ( normh `  z )
)  <_  ( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  ->  ( ( normh `  w )  +  (
normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) ) ) )
217, 20syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  e.  ( A  i^i  B )  ->  ( A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) )  -> 
( ( normh `  w
)  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) ) ) )
2221adantl 454 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ( A  i^i  B ) )  -> 
( A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y )  +  (
normh `  z ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  ->  ( ( normh `  w )  +  (
normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) ) ) )
23 cdj1.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  A  e.  SH
2423, 2shincli 21771 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  i^i  B )  e.  SH
2524sheli 21623 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  e.  ( A  i^i  B )  ->  w  e.  ~H )
26 normneg 21553 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  ~H  ->  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) )  =  ( normh `  w )
)
2726oveq2d 5726 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  =  ( ( normh `  w )  +  ( normh `  w
) ) )
28 normcl 21534 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( w  e.  ~H  ->  ( normh `  w )  e.  RR )
2928recnd 8741 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  ~H  ->  ( normh `  w )  e.  CC )
30292timesd 9833 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
2  x.  ( normh `  w ) )  =  ( ( normh `  w
)  +  ( normh `  w ) ) )
3127, 30eqtr4d 2288 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  =  ( 2  x.  ( normh `  w ) ) )
3231adantl 454 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( ( normh `  w
)  +  ( normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  =  ( 2  x.  ( normh `  w )
) )
33 hvnegid 21436 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
w  +h  ( -u
1  .h  w ) )  =  0h )
3433fveq2d 5381 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( w  e.  ~H  ->  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) )  =  ( normh `  0h )
)
35 norm0 21537 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( normh `  0h )  =  0
3634, 35syl6eq 2301 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  ~H  ->  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) )  =  0 )
3736oveq2d 5726 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) )  =  ( x  x.  0 ) )
38 recn 8707 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  CC )
3938mul01d 8891 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  RR  ->  (
x  x.  0 )  =  0 )
4037, 39sylan9eqr 2307 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) ) )  =  0 )
41 2cn 9696 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  CC
4241mul01i 8882 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 2  x.  0 )  =  0
4340, 42syl6eqr 2303 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w
) ) ) )  =  ( 2  x.  0 ) )
4432, 43breq12d 3933 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( ( ( normh `  w )  +  (
normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) )  <->  ( 2  x.  ( normh `  w )
)  <_  ( 2  x.  0 ) ) )
45 0re 8718 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  0  e.  RR
46 letri3 8787 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( normh `  w )  e.  RR  /\  0  e.  RR )  ->  (
( normh `  w )  =  0  <->  ( ( normh `  w )  <_ 
0  /\  0  <_  (
normh `  w ) ) ) )
4728, 45, 46sylancl 646 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  =  0  <->  ( ( normh `  w )  <_ 
0  /\  0  <_  (
normh `  w ) ) ) )
48 normge0 21535 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  ~H  ->  0  <_  ( normh `  w )
)
4948biantrud 495 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  <_  0  <->  ( ( normh `  w )  <_  0  /\  0  <_  ( normh `  w ) ) ) )
50 2re 9695 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  RR
51 2pos 9708 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  <  2
5250, 51pm3.2i 443 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 2  e.  RR  /\  0  <  2 )
53 lemul2 9489 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( normh `  w )  e.  RR  /\  0  e.  RR  /\  ( 2  e.  RR  /\  0  <  2 ) )  -> 
( ( normh `  w
)  <_  0  <->  ( 2  x.  ( normh `  w
) )  <_  (
2  x.  0 ) ) )
5445, 52, 53mp3an23 1274 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
normh `  w )  e.  RR  ->  ( ( normh `  w )  <_ 
0  <->  ( 2  x.  ( normh `  w )
)  <_  ( 2  x.  0 ) ) )
5528, 54syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  <_  0  <->  ( 2  x.  ( normh `  w )
)  <_  ( 2  x.  0 ) ) )
5647, 49, 553bitr2rd 275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( 2  x.  ( normh `  w ) )  <_  ( 2  x.  0 )  <->  ( normh `  w )  =  0 ) )
57 norm-i 21538 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( normh `  w )  =  0  <->  w  =  0h ) )
5856, 57bitrd 246 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  ~H  ->  (
( 2  x.  ( normh `  w ) )  <_  ( 2  x.  0 )  <->  w  =  0h ) )
5958adantl 454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( ( 2  x.  ( normh `  w )
)  <_  ( 2  x.  0 )  <->  w  =  0h ) )
6044, 59bitrd 246 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ~H )  ->  ( ( ( normh `  w )  +  (
normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) )  <->  w  =  0h ) )
6125, 60sylan2 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ( A  i^i  B ) )  -> 
( ( ( normh `  w )  +  (
normh `  ( -u 1  .h  w ) ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( w  +h  ( -u 1  .h  w ) ) ) )  <->  w  =  0h ) )
6222, 61sylibd 207 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR  /\  w  e.  ( A  i^i  B ) )  -> 
( A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y )  +  (
normh `  z ) )  <_  ( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  ->  w  =  0h ) )
6362impancom 429 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  RR  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) ) )  ->  ( w  e.  ( A  i^i  B
)  ->  w  =  0h ) )
64 elch0 21663 . . . . . . 7  |-  ( w  e.  0H  <->  w  =  0h )
6563, 64syl6ibr 220 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) ) )  ->  ( w  e.  ( A  i^i  B
)  ->  w  e.  0H ) )
6665ssrdv 3106 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  RR  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  C_  0H )
6766ex 425 . . . 4  |-  ( x  e.  RR  ->  ( A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  C_  0H )
)
68 shle0 21851 . . . . 5  |-  ( ( A  i^i  B )  e.  SH  ->  (
( A  i^i  B
)  C_  0H  <->  ( A  i^i  B )  =  0H ) )
6924, 68ax-mp 10 . . . 4  |-  ( ( A  i^i  B ) 
C_  0H  <->  ( A  i^i  B )  =  0H )
7067, 69syl6ib 219 . . 3  |-  ( x  e.  RR  ->  ( A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  =  0H ) )
7170adantld 455 . 2  |-  ( x  e.  RR  ->  (
( 0  <  x  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( normh `  y
)  +  ( normh `  z ) )  <_ 
( x  x.  ( normh `  ( y  +h  z ) ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  =  0H ) )
7271rexlimiv 2623 1  |-  ( E. x  e.  RR  (
0  <  x  /\  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( normh `  y )  +  ( normh `  z
) )  <_  (
x  x.  ( normh `  ( y  +h  z
) ) ) )  ->  ( A  i^i  B )  =  0H )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 6    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1619    e. wcel 1621   A.wral 2509   E.wrex 2510    i^i cin 3077    C_ wss 3078   class class class wbr 3920   ` cfv 4592  (class class class)co 5710   CCcc 8615   RRcr 8616   0cc0 8617   1c1 8618    + caddc 8620    x. cmul 8622    < clt 8747    <_ cle 8748   -ucneg 8918   2c2 9675   ~Hchil 21329    +h cva 21330    .h csm 21331   normhcno 21333   0hc0v 21334   SHcsh 21338   0Hc0h 21345
This theorem is referenced by:  cdj3lem2b  22847  cdj3i  22851
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-5 1533  ax-6 1534  ax-7 1535  ax-gen 1536  ax-8 1623  ax-11 1624  ax-13 1625  ax-14 1626  ax-17 1628  ax-12o 1664  ax-10 1678  ax-9 1684  ax-4 1692  ax-16 1926  ax-ext 2234  ax-sep 4038  ax-nul 4046  ax-pow 4082  ax-pr 4108  ax-un 4403  ax-cnex 8673  ax-resscn 8674  ax-1cn 8675  ax-icn 8676  ax-addcl 8677  ax-addrcl 8678  ax-mulcl 8679  ax-mulrcl 8680  ax-mulcom 8681  ax-addass 8682  ax-mulass 8683  ax-distr 8684  ax-i2m1 8685  ax-1ne0 8686  ax-1rid 8687  ax-rnegex 8688  ax-rrecex 8689  ax-cnre 8690  ax-pre-lttri 8691  ax-pre-lttrn 8692  ax-pre-ltadd 8693  ax-pre-mulgt0 8694  ax-pre-sup 8695  ax-hilex 21409  ax-hfvadd 21410  ax-hvcom 21411  ax-hv0cl 21413  ax-hvaddid 21414  ax-hfvmul 21415  ax-hvmulid 21416  ax-hvmulass 21417  ax-hvdistr1 21418  ax-hvdistr2 21419  ax-hvmul0 21420  ax-hfi 21488  ax-his1 21491  ax-his3 21493  ax-his4 21494
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 940  df-3an 941  df-tru 1315  df-ex 1538  df-nf 1540  df-sb 1883  df-eu 2118  df-mo 2119  df-clab 2240  df-cleq 2246  df-clel 2249  df-nfc 2374  df-ne 2414  df-nel 2415  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2516  df-v 2729  df-sbc 2922  df-csb 3010  df-dif 3081  df-un 3083  df-in 3085  df-ss 3089  df-pss 3091  df-nul 3363  df-if 3471  df-pw 3532  df-sn 3550  df-pr 3551  df-tp 3552  df-op 3553  df-uni 3728  df-int 3761  df-iun 3805  df-br 3921  df-opab 3975  df-mpt 3976  df-tr 4011  df-eprel 4198  df-id 4202  df-po 4207  df-so 4208  df-fr 4245  df-we 4247  df-ord 4288  df-on 4289  df-lim 4290  df-suc 4291  df-om 4548  df-xp 4594  df-rel 4595  df-cnv 4596  df-co 4597  df-dm 4598  df-rn 4599  df-res 4600  df-ima 4601  df-fun 4602  df-fn 4603  df-f 4604  df-f1 4605  df-fo 4606  df-f1o 4607  df-fv 4608  df-ov 5713  df-oprab 5714  df-mpt2 5715  df-2nd 5975  df-iota 6143  df-riota 6190  df-recs 6274  df-rdg 6309  df-er 6546  df-en 6750  df-dom 6751  df-sdom 6752  df-sup 7078  df-pnf 8749  df-mnf 8750  df-xr 8751  df-ltxr 8752  df-le 8753  df-sub 8919  df-neg 8920  df-div 9304  df-n 9627  df-2 9684  df-3 9685  df-n0 9845  df-z 9904  df-uz 10110  df-rp 10234  df-seq 10925  df-exp 10983  df-cj 11461  df-re 11462  df-im 11463  df-sqr 11597  df-abs 11598  df-hnorm 21378  df-hvsub 21381  df-sh 21616  df-ch0 21662
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