HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  axhcompl-zf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem axhcompl-zf 27725
Description: Derive axiom ax-hcompl 27929 from Hilbert space under ZF set theory. (Contributed by NM, 6-Jun-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
axhil.1 𝑈 = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
axhil.2 𝑈 ∈ CHilOLD
Assertion
Ref Expression
axhcompl-zf (𝐹 ∈ Cauchy → ∃𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝑈

Proof of Theorem axhcompl-zf
StepHypRef Expression
1 axhil.2 . . . . . 6 𝑈 ∈ CHilOLD
2 simpl 473 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → 𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)))
3 eqid 2621 . . . . . . 7 (IndMet‘𝑈) = (IndMet‘𝑈)
4 eqid 2621 . . . . . . 7 (MetOpen‘(IndMet‘𝑈)) = (MetOpen‘(IndMet‘𝑈))
53, 4hlcompl 27641 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ CHilOLD𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈))) → 𝐹 ∈ dom (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))))
61, 2, 5sylancr 694 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → 𝐹 ∈ dom (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))))
7 eldm2g 5285 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) → (𝐹 ∈ dom (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) ↔ ∃𝑥𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))))
87adantr 481 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (𝐹 ∈ dom (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) ↔ ∃𝑥𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))))
96, 8mpbid 222 . . . 4 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → ∃𝑥𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))))
10 df-br 4619 . . . . . 6 (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥 ↔ ⟨𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))))
111hlnvi 27618 . . . . . . . . . 10 𝑈 ∈ NrmCVec
12 df-hba 27696 . . . . . . . . . . . 12 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
13 axhil.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
1413fveq2i 6156 . . . . . . . . . . . 12 (BaseSet‘𝑈) = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
1512, 14eqtr4i 2646 . . . . . . . . . . 11 ℋ = (BaseSet‘𝑈)
1615, 3imsxmet 27417 . . . . . . . . . 10 (𝑈 ∈ NrmCVec → (IndMet‘𝑈) ∈ (∞Met‘ ℋ))
174mopntopon 22167 . . . . . . . . . 10 ((IndMet‘𝑈) ∈ (∞Met‘ ℋ) → (MetOpen‘(IndMet‘𝑈)) ∈ (TopOn‘ ℋ))
1811, 16, 17mp2b 10 . . . . . . . . 9 (MetOpen‘(IndMet‘𝑈)) ∈ (TopOn‘ ℋ)
19 lmcl 21024 . . . . . . . . 9 (((MetOpen‘(IndMet‘𝑈)) ∈ (TopOn‘ ℋ) ∧ 𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥) → 𝑥 ∈ ℋ)
2018, 19mpan 705 . . . . . . . 8 (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥𝑥 ∈ ℋ)
2120a1i 11 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥𝑥 ∈ ℋ))
2213, 11, 15, 3, 4h2hlm 27707 . . . . . . . . . . . 12 𝑣 = ((⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))
2322breqi 4624 . . . . . . . . . . 11 (𝐹𝑣 𝑥𝐹((⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))𝑥)
24 vex 3192 . . . . . . . . . . . 12 𝑥 ∈ V
2524brres 5367 . . . . . . . . . . 11 (𝐹((⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) ↾ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))𝑥 ↔ (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)))
26 ancom 466 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) ↔ (𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥))
2723, 25, 263bitri 286 . . . . . . . . . 10 (𝐹𝑣 𝑥 ↔ (𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥))
2827baib 943 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ) → (𝐹𝑣 𝑥𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥))
2928adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (𝐹𝑣 𝑥𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥))
3029biimprd 238 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥𝐹𝑣 𝑥))
3121, 30jcad 555 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (𝐹(⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈)))𝑥 → (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐹𝑣 𝑥)))
3210, 31syl5bir 233 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (⟨𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) → (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐹𝑣 𝑥)))
3332eximdv 1843 . . . 4 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → (∃𝑥𝐹, 𝑥⟩ ∈ (⇝𝑡‘(MetOpen‘(IndMet‘𝑈))) → ∃𝑥(𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐹𝑣 𝑥)))
349, 33mpd 15 . . 3 ((𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → ∃𝑥(𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐹𝑣 𝑥))
35 elin 3779 . . 3 (𝐹 ∈ ((Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∩ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) ↔ (𝐹 ∈ (Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∧ 𝐹 ∈ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)))
36 df-rex 2913 . . 3 (∃𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥 ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐹𝑣 𝑥))
3734, 35, 363imtr4i 281 . 2 (𝐹 ∈ ((Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∩ ( ℋ ↑𝑚 ℕ)) → ∃𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥)
3813, 11, 15, 3h2hcau 27706 . 2 Cauchy = ((Cau‘(IndMet‘𝑈)) ∩ ( ℋ ↑𝑚 ℕ))
3937, 38eleq2s 2716 1 (𝐹 ∈ Cauchy → ∃𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wex 1701  wcel 1987  wrex 2908  cin 3558  cop 4159   class class class wbr 4618  dom cdm 5079  cres 5081  cfv 5852  (class class class)co 6610  𝑚 cmap 7809  cn 10972  ∞Metcxmt 19663  MetOpencmopn 19668  TopOnctopon 20647  𝑡clm 20953  Caucca 22974  NrmCVeccnv 27309  BaseSetcba 27311  IndMetcims 27316  CHilOLDchlo 27611  chil 27646   + cva 27647   · csm 27648  normcno 27650  Cauchyccau 27653  𝑣 chli 27654
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-cnex 9944  ax-resscn 9945  ax-1cn 9946  ax-icn 9947  ax-addcl 9948  ax-addrcl 9949  ax-mulcl 9950  ax-mulrcl 9951  ax-mulcom 9952  ax-addass 9953  ax-mulass 9954  ax-distr 9955  ax-i2m1 9956  ax-1ne0 9957  ax-1rid 9958  ax-rnegex 9959  ax-rrecex 9960  ax-cnre 9961  ax-pre-lttri 9962  ax-pre-lttrn 9963  ax-pre-ltadd 9964  ax-pre-mulgt0 9965  ax-pre-sup 9966  ax-addf 9967  ax-mulf 9968
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-er 7694  df-map 7811  df-pm 7812  df-en 7908  df-dom 7909  df-sdom 7910  df-sup 8300  df-inf 8301  df-pnf 10028  df-mnf 10029  df-xr 10030  df-ltxr 10031  df-le 10032  df-sub 10220  df-neg 10221  df-div 10637  df-nn 10973  df-2 11031  df-3 11032  df-n0 11245  df-z 11330  df-uz 11640  df-q 11741  df-rp 11785  df-xneg 11898  df-xadd 11899  df-xmul 11900  df-ico 12131  df-seq 12750  df-exp 12809  df-cj 13781  df-re 13782  df-im 13783  df-sqrt 13917  df-abs 13918  df-rest 16015  df-topgen 16036  df-psmet 19670  df-xmet 19671  df-met 19672  df-bl 19673  df-mopn 19674  df-fbas 19675  df-fg 19676  df-top 20631  df-topon 20648  df-bases 20674  df-ntr 20747  df-nei 20825  df-lm 20956  df-fil 21573  df-fm 21665  df-flim 21666  df-flf 21667  df-cfil 22976  df-cau 22977  df-cmet 22978  df-grpo 27217  df-gid 27218  df-ginv 27219  df-gdiv 27220  df-ablo 27269  df-vc 27284  df-nv 27317  df-va 27320  df-ba 27321  df-sm 27322  df-0v 27323  df-vs 27324  df-nmcv 27325  df-ims 27326  df-cbn 27589  df-hlo 27612  df-hba 27696  df-hvsub 27698  df-hlim 27699  df-hcau 27700
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator