HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  pjhthlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pjhthlem2 28121
Description: Lemma for pjhth 28122. (Contributed by NM, 10-Oct-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 15-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
pjhth.1 𝐻C
pjhth.2 (𝜑𝐴 ∈ ℋ)
Assertion
Ref Expression
pjhthlem2 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐻,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem pjhthlem2
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pjhth.2 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℋ)
21adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝐴 ∈ ℋ)
3 pjhth.1 . . . . . . 7 𝐻C
43cheli 27959 . . . . . 6 (𝑥𝐻𝑥 ∈ ℋ)
54ad2antrl 763 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝑥 ∈ ℋ)
6 hvsubcl 27744 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝐴 𝑥) ∈ ℋ)
72, 5, 6syl2anc 692 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝐴 𝑥) ∈ ℋ)
82adantr 481 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝐴 ∈ ℋ)
9 simplrl 799 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻)
10 simpr 477 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝑦𝐻)
11 simplrr 800 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
12 eqid 2621 . . . . . 6 (((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1)) = (((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1))
133, 8, 9, 10, 11, 12pjhthlem1 28120 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
1413ralrimiva 2961 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
153chshii 27954 . . . . 5 𝐻S
16 shocel 28011 . . . . 5 (𝐻S → ((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)))
1715, 16ax-mp 5 . . . 4 ((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0))
187, 14, 17sylanbrc 697 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻))
19 hvpncan3 27769 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝑥 + (𝐴 𝑥)) = 𝐴)
205, 2, 19syl2anc 692 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝑥 + (𝐴 𝑥)) = 𝐴)
2120eqcomd 2627 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥)))
22 oveq2 6618 . . . . 5 (𝑦 = (𝐴 𝑥) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 + (𝐴 𝑥)))
2322eqeq2d 2631 . . . 4 (𝑦 = (𝐴 𝑥) → (𝐴 = (𝑥 + 𝑦) ↔ 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥))))
2423rspcev 3298 . . 3 (((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ∧ 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
2518, 21, 24syl2anc 692 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
26 df-hba 27696 . . . 4 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
27 eqid 2621 . . . . 5 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
2827hhvs 27897 . . . 4 = ( −𝑣 ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
2927hhnm 27898 . . . 4 norm = (normCV‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
30 eqid 2621 . . . . 5 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ = ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩
3130, 15hhssba 27998 . . . 4 𝐻 = (BaseSet‘⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩)
3227hhph 27905 . . . . 5 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ CPreHilOLD
3332a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ CPreHilOLD)
3427, 30hhsst 27993 . . . . . . 7 (𝐻S → ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩))
3515, 34ax-mp 5 . . . . . 6 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
3630, 3hhssbn 28007 . . . . . 6 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ CBan
37 elin 3779 . . . . . 6 (⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan) ↔ (⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∧ ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ CBan))
3835, 36, 37mpbir2an 954 . . . . 5 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan))
4026, 28, 29, 31, 33, 39, 1minveco 27610 . . 3 (𝜑 → ∃!𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
41 reurex 3152 . . 3 (∃!𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)) → ∃𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
4240, 41syl 17 . 2 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
4325, 42reximddv 3013 1 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  ∃!wreu 2909  cin 3558  cop 4159   class class class wbr 4618   × cxp 5077  cres 5081  cfv 5852  (class class class)co 6610  cc 9886  0cc0 9888  1c1 9889   + caddc 9891  cle 10027   / cdiv 10636  SubSpcss 27446  CPreHilOLDccphlo 27537  CBanccbn 27588  chil 27646   + cva 27647   · csm 27648   ·ih csp 27649  normcno 27650   cmv 27652   S csh 27655   C cch 27656  cort 27657
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-inf2 8490  ax-cc 9209  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  ax-hilex 27726  ax-hfvadd 27727  ax-hvcom 27728  ax-hvass 27729  ax-hv0cl 27730  ax-hvaddid 27731  ax-hfvmul 27732  ax-hvmulid 27733  ax-hvmulass 27734  ax-hvdistr1 27735  ax-hvdistr2 27736  ax-hvmul0 27737  ax-hfi 27806  ax-his1 27809  ax-his2 27810  ax-his3 27811  ax-his4 27812  ax-hcompl 27929
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-int 4446  df-iun 4492  df-iin 4493  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-se 5039  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-isom 5861  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-1o 7512  df-oadd 7516  df-omul 7517  df-er 7694  df-map 7811  df-pm 7812  df-en 7908  df-dom 7909  df-sdom 7910  df-fin 7911  df-fi 8269  df-sup 8300  df-inf 8301  df-oi 8367  df-card 8717  df-acn 8720  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-4 11033  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-icc 12132  df-fz 12277  df-fl 12541  df-seq 12750  df-exp 12809  df-cj 13781  df-re 13782  df-im 13783  df-sqrt 13917  df-abs 13918  df-clim 14161  df-rlim 14162  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-cld 20746  df-ntr 20747  df-cls 20748  df-nei 20825  df-lm 20956  df-haus 21042  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-ssp 27447  df-ph 27538  df-cbn 27589  df-hnorm 27695  df-hba 27696  df-hvsub 27698  df-hlim 27699  df-hcau 27700  df-sh 27934  df-ch 27948  df-oc 27979  df-ch0 27980
This theorem is referenced by:  pjhth  28122  omlsii  28132
  Copyright terms: Public domain W3C validator