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

Theorem ncvsi 23747
Description: The properties of a normed subcomplex vector space, which is a vector space accompanied by a norm. (Contributed by NM, 11-Nov-2006.) (Revised by AV, 7-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
isncvsngp.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
isncvsngp.n 𝑁 = (norm‘𝑊)
isncvsngp.s · = ( ·𝑠𝑊)
isncvsngp.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
isncvsngp.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
ncvsi.m = (-g𝑊)
ncvsi.0 0 = (0g𝑊)
Assertion
Ref Expression
ncvsi (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝐾,𝑥   𝑘,𝑁,𝑥   𝑘,𝑉,𝑥   𝑘,𝑊,𝑥   · ,𝑘,𝑥   𝑦,𝑉   𝑦,𝑊,𝑥
Allowed substitution hints:   · (𝑦)   𝐹(𝑦)   𝐾(𝑦)   (𝑥,𝑦,𝑘)   𝑁(𝑦)   0 (𝑥,𝑦,𝑘)

Proof of Theorem ncvsi
StepHypRef Expression
1 isncvsngp.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
2 isncvsngp.n . . 3 𝑁 = (norm‘𝑊)
3 isncvsngp.s . . 3 · = ( ·𝑠𝑊)
4 isncvsngp.f . . 3 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
5 isncvsngp.k . . 3 𝐾 = (Base‘𝐹)
61, 2, 3, 4, 5isncvsngp 23745 . 2 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
7 simp1 1131 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → 𝑊 ∈ ℂVec)
81, 2nmf 23216 . . . 4 (𝑊 ∈ NrmGrp → 𝑁:𝑉⟶ℝ)
983ad2ant2 1129 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → 𝑁:𝑉⟶ℝ)
10 ncvsi.m . . . . . . 7 = (-g𝑊)
11 ncvsi.0 . . . . . . 7 0 = (0g𝑊)
121, 2, 10, 11ngpi 23229 . . . . . 6 (𝑊 ∈ NrmGrp → (𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))))
13 r19.26 3168 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑉 ((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
14 simpll 765 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ))
15 simplr 767 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))
16 simpr 487 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))
1714, 15, 163jca 1123 . . . . . . . . . 10 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
1817ralimi 3158 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑉 ((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
1913, 18sylbir 237 . . . . . . . 8 ((∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
2019ex 415 . . . . . . 7 (∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
21203ad2ant3 1130 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))) → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
2212, 21syl 17 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmGrp → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
2322imp 409 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
24233adant1 1125 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
257, 9, 243jca 1123 . 2 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
266, 25sylbi 219 1 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1082   = wceq 1531  wcel 2108  wral 3136  cin 3933   class class class wbr 5057  wf 6344  cfv 6348  (class class class)co 7148  cr 10528  0cc0 10529   + caddc 10532   · cmul 10534  cle 10668  abscabs 14585  Basecbs 16475  Scalarcsca 16560   ·𝑠 cvsca 16561  0gc0g 16705  Grpcgrp 18095  -gcsg 18097  normcnm 23178  NrmGrpcngp 23179  NrmVeccnvc 23183  ℂVecccvs 23719
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1905  ax-6 1964  ax-7 2009  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2154  ax-12 2170  ax-ext 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7453  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607  ax-addf 10608  ax-mulf 10609
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1083  df-3an 1084  df-tru 1534  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2064  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-nel 3122  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-pss 3952  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7573  df-1st 7681  df-2nd 7682  df-wrecs 7939  df-recs 8000  df-rdg 8038  df-1o 8094  df-oadd 8098  df-er 8281  df-map 8400  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-sup 8898  df-inf 8899  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-4 11694  df-5 11695  df-6 11696  df-7 11697  df-8 11698  df-9 11699  df-n0 11890  df-z 11974  df-dec 12091  df-uz 12236  df-q 12341  df-rp 12382  df-xneg 12499  df-xadd 12500  df-xmul 12501  df-ico 12736  df-fz 12885  df-seq 13362  df-exp 13422  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-starv 16572  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-unif 16580  df-rest 16688  df-topn 16689  df-0g 16707  df-topgen 16709  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-grp 18098  df-minusg 18099  df-sbg 18100  df-subg 18268  df-cmn 18900  df-mgp 19232  df-ring 19291  df-cring 19292  df-subrg 19525  df-abv 19580  df-psmet 20529  df-xmet 20530  df-met 20531  df-bl 20532  df-mopn 20533  df-cnfld 20538  df-top 21494  df-topon 21511  df-topsp 21533  df-bases 21546  df-xms 22922  df-ms 22923  df-nm 23184  df-ngp 23185  df-nrg 23187  df-nlm 23188  df-nvc 23189  df-clm 23659  df-cvs 23720
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator