HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  shatomistici Unicode version

Theorem shatomistici 22937
Description: The lattice of Hilbert subspaces is atomistic, i.e. any element is the supremum of its atoms. Part of proof of Theorem 16.9 of [MaedaMaeda] p. 70. (Contributed by NM, 26-Nov-2004.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
shatomistic.1  |-  A  e.  SH
Assertion
Ref Expression
shatomistici  |-  A  =  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem shatomistici
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eleq1 2344 . . . 4  |-  ( y  =  0h  ->  (
y  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
)  <->  0h  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } ) ) )
2 shatomistic.1 . . . . . . . . 9  |-  A  e.  SH
32sheli 21789 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  A  ->  y  e.  ~H )
4 spansnsh 22136 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ~H  ->  ( span `  { y } )  e.  SH )
5 spanid 21922 . . . . . . . 8  |-  ( (
span `  { y } )  e.  SH  ->  ( span `  ( span `  { y } ) )  =  (
span `  { y } ) )
63, 4, 53syl 18 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  A  ->  ( span `  ( span `  {
y } ) )  =  ( span `  {
y } ) )
76adantr 451 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  ( span `  { y } ) )  =  ( span `  { y } ) )
8 spansna 22926 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  ~H  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  { y } )  e. HAtoms )
93, 8sylan 457 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  { y } )  e. HAtoms )
10 spansnss 22146 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  SH  /\  y  e.  A )  ->  ( span `  {
y } )  C_  A )
112, 10mpan 651 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  A  ->  ( span `  { y } )  C_  A )
1211adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  { y } )  C_  A
)
13 sseq1 3200 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( span `  {
y } )  -> 
( x  C_  A  <->  (
span `  { y } )  C_  A
) )
1413elrab 2924 . . . . . . . 8  |-  ( (
span `  { y } )  e.  {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  <->  ( ( span `  { y } )  e. HAtoms  /\  ( span `  { y } )  C_  A )
)
159, 12, 14sylanbrc 645 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  { y } )  e.  {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A } )
16 elssuni 3856 . . . . . . 7  |-  ( (
span `  { y } )  e.  {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  ->  ( span `  { y } )  C_  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } )
17 atssch 22919 . . . . . . . . . . 11  |- HAtoms  C_  CH
18 chsssh 21801 . . . . . . . . . . 11  |-  CH  C_  SH
1917, 18sstri 3189 . . . . . . . . . 10  |- HAtoms  C_  SH
20 rabss2 3257 . . . . . . . . . 10  |-  (HAtoms  C_  SH  ->  { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A }  C_  { x  e.  SH  |  x  C_  A } )
21 uniss 3849 . . . . . . . . . 10  |-  ( { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  C_  { x  e.  SH  |  x  C_  A }  ->  U. {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  C_  U. {
x  e.  SH  |  x  C_  A } )
2219, 20, 21mp2b 9 . . . . . . . . 9  |-  U. {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  C_  U. {
x  e.  SH  |  x  C_  A }
23 unimax 3862 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  SH  ->  U. {
x  e.  SH  |  x  C_  A }  =  A )
242, 23ax-mp 8 . . . . . . . . . 10  |-  U. {
x  e.  SH  |  x  C_  A }  =  A
252shssii 21788 . . . . . . . . . 10  |-  A  C_  ~H
2624, 25eqsstri 3209 . . . . . . . . 9  |-  U. {
x  e.  SH  |  x  C_  A }  C_  ~H
2722, 26sstri 3189 . . . . . . . 8  |-  U. {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  C_  ~H
28 spanss 21923 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  C_ 
~H  /\  ( span `  { y } ) 
C_  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
)  ->  ( span `  ( span `  {
y } ) ) 
C_  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } ) )
2927, 28mpan 651 . . . . . . 7  |-  ( (
span `  { y } )  C_  U. {
x  e. HAtoms  |  x  C_  A }  ->  ( span `  ( span `  {
y } ) ) 
C_  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } ) )
3015, 16, 293syl 18 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  ( span `  { y } ) )  C_  ( span ` 
U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
) )
317, 30eqsstr3d 3214 . . . . 5  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
( span `  { y } )  C_  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } ) )
32 spansnid 22138 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ~H  ->  y  e.  ( span `  {
y } ) )
333, 32syl 15 . . . . . 6  |-  ( y  e.  A  ->  y  e.  ( span `  {
y } ) )
3433adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
y  e.  ( span `  { y } ) )
3531, 34sseldd 3182 . . . 4  |-  ( ( y  e.  A  /\  y  =/=  0h )  -> 
y  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
) )
36 spancl 21911 . . . . . 6  |-  ( U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A }  C_  ~H  ->  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } )  e.  SH )
37 sh0 21791 . . . . . 6  |-  ( (
span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } )  e.  SH  ->  0h  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
) )
3827, 36, 37mp2b 9 . . . . 5  |-  0h  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } )
3938a1i 10 . . . 4  |-  ( y  e.  A  ->  0h  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } ) )
401, 35, 39pm2.61ne 2522 . . 3  |-  ( y  e.  A  ->  y  e.  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } ) )
4140ssriv 3185 . 2  |-  A  C_  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A } )
42 spanss 21923 . . . 4  |-  ( ( U. { x  e.  SH  |  x  C_  A }  C_  ~H  /\  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A }  C_  U. { x  e.  SH  |  x  C_  A }
)  ->  ( span ` 
U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
)  C_  ( span ` 
U. { x  e.  SH  |  x  C_  A } ) )
4326, 22, 42mp2an 653 . . 3  |-  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
)  C_  ( span ` 
U. { x  e.  SH  |  x  C_  A } )
4424fveq2i 5489 . . . 4  |-  ( span `  U. { x  e.  SH  |  x  C_  A } )  =  (
span `  A )
45 spanid 21922 . . . . 5  |-  ( A  e.  SH  ->  ( span `  A )  =  A )
462, 45ax-mp 8 . . . 4  |-  ( span `  A )  =  A
4744, 46eqtri 2304 . . 3  |-  ( span `  U. { x  e.  SH  |  x  C_  A } )  =  A
4843, 47sseqtri 3211 . 2  |-  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x  C_  A }
)  C_  A
4941, 48eqssi 3196 1  |-  A  =  ( span `  U. { x  e. HAtoms  |  x 
C_  A } )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    /\ wa 358    = wceq 1623    e. wcel 1685    =/= wne 2447   {crab 2548    C_ wss 3153   {csn 3641   U.cuni 3828   ` cfv 5221   ~Hchil 21495   0hc0v 21500   SHcsh 21504   CHcch 21505   spancspn 21508  HAtomscat 21541
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1636  ax-8 1644  ax-13 1687  ax-14 1689  ax-6 1704  ax-7 1709  ax-11 1716  ax-12 1868  ax-ext 2265  ax-rep 4132  ax-sep 4142  ax-nul 4150  ax-pow 4187  ax-pr 4213  ax-un 4511  ax-inf2 7338  ax-cc 8057  ax-cnex 8789  ax-resscn 8790  ax-1cn 8791  ax-icn 8792  ax-addcl 8793  ax-addrcl 8794  ax-mulcl 8795  ax-mulrcl 8796  ax-mulcom 8797  ax-addass 8798  ax-mulass 8799  ax-distr 8800  ax-i2m1 8801  ax-1ne0 8802  ax-1rid 8803  ax-rnegex 8804  ax-rrecex 8805  ax-cnre 8806  ax-pre-lttri 8807  ax-pre-lttrn 8808  ax-pre-ltadd 8809  ax-pre-mulgt0 8810  ax-pre-sup 8811  ax-addf 8812  ax-mulf 8813  ax-hilex 21575  ax-hfvadd 21576  ax-hvcom 21577  ax-hvass 21578  ax-hv0cl 21579  ax-hvaddid 21580  ax-hfvmul 21581  ax-hvmulid 21582  ax-hvmulass 21583  ax-hvdistr1 21584  ax-hvdistr2 21585  ax-hvmul0 21586  ax-hfi 21654  ax-his1 21657  ax-his2 21658  ax-his3 21659  ax-his4 21660  ax-hcompl 21777
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1631  df-eu 2148  df-mo 2149  df-clab 2271  df-cleq 2277  df-clel 2280  df-nfc 2409  df-ne 2449  df-nel 2450  df-ral 2549  df-rex 2550  df-reu 2551  df-rmo 2552  df-rab 2553  df-v 2791  df-sbc 2993  df-csb 3083  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pss 3169  df-nul 3457  df-if 3567  df-pw 3628  df-sn 3647  df-pr 3648  df-tp 3649  df-op 3650  df-uni 3829  df-int 3864  df-iun 3908  df-iin 3909  df-br 4025  df-opab 4079  df-mpt 4080  df-tr 4115  df-eprel 4304  df-id 4308  df-po 4313  df-so 4314  df-fr 4351  df-se 4352  df-we 4353  df-ord 4394  df-on 4395  df-lim 4396  df-suc 4397  df-om 4656  df-xp 4694  df-rel 4695  df-cnv 4696  df-co 4697  df-dm 4698  df-rn 4699  df-res 4700  df-ima 4701  df-fun 5223  df-fn 5224  df-f 5225  df-f1 5226  df-fo 5227  df-f1o 5228  df-fv 5229  df-isom 5230  df-ov 5823  df-oprab 5824  df-mpt2 5825  df-of 6040  df-1st 6084  df-2nd 6085  df-iota 6253  df-riota 6300  df-recs 6384  df-rdg 6419  df-1o 6475  df-2o 6476  df-oadd 6479  df-omul 6480  df-er 6656  df-map 6770  df-pm 6771  df-ixp 6814  df-en 6860  df-dom 6861  df-sdom 6862  df-fin 6863  df-fi 7161  df-sup 7190  df-oi 7221  df-card 7568  df-acn 7571  df-cda 7790  df-pnf 8865  df-mnf 8866  df-xr 8867  df-ltxr 8868  df-le 8869  df-sub 9035  df-neg 9036  df-div 9420  df-nn 9743  df-2 9800  df-3 9801  df-4 9802  df-5 9803  df-6 9804  df-7 9805  df-8 9806  df-9 9807  df-10 9808  df-n0 9962  df-z 10021  df-dec 10121  df-uz 10227  df-q 10313  df-rp 10351  df-xneg 10448  df-xadd 10449  df-xmul 10450  df-ioo 10656  df-ico 10658  df-icc 10659  df-fz 10779  df-fzo 10867  df-fl 10921  df-seq 11043  df-exp 11101  df-hash 11334  df-cj 11580  df-re 11581  df-im 11582  df-sqr 11716  df-abs 11717  df-clim 11958  df-rlim 11959  df-sum 12155  df-struct 13146  df-ndx 13147  df-slot 13148  df-base 13149  df-sets 13150  df-ress 13151  df-plusg 13217  df-mulr 13218  df-starv 13219  df-sca 13220  df-vsca 13221  df-tset 13223  df-ple 13224  df-ds 13226  df-hom 13228  df-cco 13229  df-rest 13323  df-topn 13324  df-topgen 13340  df-pt 13341  df-prds 13344  df-xrs 13399  df-0g 13400  df-gsum 13401  df-qtop 13406  df-imas 13407  df-xps 13409  df-mre 13484  df-mrc 13485  df-acs 13487  df-mnd 14363  df-submnd 14412  df-mulg 14488  df-cntz 14789  df-cmn 15087  df-xmet 16369  df-met 16370  df-bl 16371  df-mopn 16372  df-cnfld 16374  df-top 16632  df-bases 16634  df-topon 16635  df-topsp 16636  df-cld 16752  df-ntr 16753  df-cls 16754  df-nei 16831  df-cn 16953  df-cnp 16954  df-lm 16955  df-haus 17039  df-tx 17253  df-hmeo 17442  df-fbas 17516  df-fg 17517  df-fil 17537  df-fm 17629  df-flim 17630  df-flf 17631  df-xms 17881  df-ms 17882  df-tms 17883  df-cfil 18677  df-cau 18678  df-cmet 18679  df-grpo 20852  df-gid 20853  df-ginv 20854  df-gdiv 20855  df-ablo 20943  df-subgo 20963  df-vc 21096  df-nv 21142  df-va 21145  df-ba 21146  df-sm 21147  df-0v 21148  df-vs 21149  df-nmcv 21150  df-ims 21151  df-dip 21268  df-ssp 21292  df-ph 21385  df-cbn 21436  df-hnorm 21544  df-hba 21545  df-hvsub 21547  df-hlim 21548  df-hcau 21549  df-sh 21782  df-ch 21797  df-oc 21827  df-ch0 21828  df-span 21884  df-cv 22855  df-at 22914
  Copyright terms: Public domain W3C validator