Theorem cldcss 25401

Description: Corollary of the Projection Theorem: A topologically closed subspace is algebraically closed in Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cldcss.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
cldcss.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑊)
cldcss.l	⊢ 𝐿 = (LSubSp‘𝑊)
cldcss.c	⊢ 𝐶 = (ClSubSp‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
cldcss	⊢ (𝑊 ∈ ℂHil → (𝑈 ∈ 𝐶 ↔ (𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽))))

Proof of Theorem cldcss

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hlphl 25325	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ ℂHil → 𝑊 ∈ PreHil)
2		cldcss.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (ClSubSp‘𝑊)
3		cldcss.l	. . . . 5 ⊢ 𝐿 = (LSubSp‘𝑊)
4	2, 3	csslss 21650	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐶) → 𝑈 ∈ 𝐿)
5	1, 4	sylan 581	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐶) → 𝑈 ∈ 𝐿)
6		hlcph 25324	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ ℂHil → 𝑊 ∈ ℂPreHil)
7		cldcss.j	. . . . 5 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑊)
8	2, 7	csscld 25209	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂPreHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐶) → 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽))
9	6, 8	sylan 581	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐶) → 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽))
10	5, 9	jca 511	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐶) → (𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽)))
11	1	3ad2ant1 1134	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽)) → 𝑊 ∈ PreHil)
12		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (proj‘𝑊) = (proj‘𝑊)
13	12, 2	pjcss 21675	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → dom (proj‘𝑊) ⊆ 𝐶)
14	11, 13	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽)) → dom (proj‘𝑊) ⊆ 𝐶)
15	7, 3, 12	pjth2 25400	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽)) → 𝑈 ∈ dom (proj‘𝑊))
16	14, 15	sseldd 3935	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ 𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽)) → 𝑈 ∈ 𝐶)
17	16	3expb 1121	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂHil ∧ (𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽))) → 𝑈 ∈ 𝐶)
18	10, 17	impbida 801	1 ⊢ (𝑊 ∈ ℂHil → (𝑈 ∈ 𝐶 ↔ (𝑈 ∈ 𝐿 ∧ 𝑈 ∈ (Clsd‘𝐽))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ⊆ wss 3902  dom cdm 5625  ‘cfv 6493  Basecbs 17140  TopOpenctopn 17345  LSubSpclss 20886  PreHilcphl 21583  ClSubSpccss 21620  projcpj 21659  Clsdccld 22964  ℂPreHilccph 25126  ℂHilchl 25294

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5225  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107  ax-pre-sup 11108  ax-addf 11109  ax-mulf 11110

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4904  df-iun 4949  df-iin 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-se 5579  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-isom 6502  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8105  df-tpos 8170  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-2o 8400  df-er 8637  df-map 8769  df-ixp 8840  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-fsupp 9269  df-fi 9318  df-sup 9349  df-inf 9350  df-oi 9419  df-card 9855  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12150  df-2 12212  df-3 12213  df-4 12214  df-5 12215  df-6 12216  df-7 12217  df-8 12218  df-9 12219  df-n0 12406  df-z 12493  df-dec 12612  df-uz 12756  df-q 12866  df-rp 12910  df-xneg 13030  df-xadd 13031  df-xmul 13032  df-ioo 13269  df-ico 13271  df-icc 13272  df-fz 13428  df-fzo 13575  df-seq 13929  df-exp 13989  df-hash 14258  df-cj 15026  df-re 15027  df-im 15028  df-sqrt 15162  df-abs 15163  df-struct 17078  df-sets 17095  df-slot 17113  df-ndx 17125  df-base 17141  df-ress 17162  df-plusg 17194  df-mulr 17195  df-starv 17196  df-sca 17197  df-vsca 17198  df-ip 17199  df-tset 17200  df-ple 17201  df-ds 17203  df-unif 17204  df-hom 17205  df-cco 17206  df-rest 17346  df-topn 17347  df-0g 17365  df-gsum 17366  df-topgen 17367  df-pt 17368  df-prds 17371  df-xrs 17427  df-qtop 17432  df-imas 17433  df-xps 17435  df-mre 17509  df-mrc 17510  df-acs 17512  df-mgm 18569  df-sgrp 18648  df-mnd 18664  df-mhm 18712  df-submnd 18713  df-grp 18870  df-minusg 18871  df-sbg 18872  df-mulg 19002  df-subg 19057  df-ghm 19146  df-cntz 19250  df-lsm 19569  df-pj1 19570  df-cmn 19715  df-abl 19716  df-mgp 20080  df-rng 20092  df-ur 20121  df-ring 20174  df-cring 20175  df-oppr 20277  df-dvdsr 20297  df-unit 20298  df-invr 20328  df-dvr 20341  df-rhm 20412  df-subrng 20483  df-subrg 20507  df-drng 20668  df-staf 20776  df-srng 20777  df-lmod 20817  df-lss 20887  df-lmhm 20978  df-lvec 21059  df-sra 21129  df-rgmod 21130  df-psmet 21305  df-xmet 21306  df-met 21307  df-bl 21308  df-mopn 21309  df-fbas 21310  df-fg 21311  df-cnfld 21314  df-phl 21585  df-ipf 21586  df-ocv 21622  df-css 21623  df-pj 21662  df-top 22842  df-topon 22859  df-topsp 22881  df-bases 22894  df-cld 22967  df-ntr 22968  df-cls 22969  df-nei 23046  df-cn 23175  df-cnp 23176  df-t1 23262  df-haus 23263  df-cmp 23335  df-tx 23510  df-hmeo 23703  df-fil 23794  df-flim 23887  df-fcls 23889  df-xms 24268  df-ms 24269  df-tms 24270  df-nm 24530  df-ngp 24531  df-tng 24532  df-nlm 24534  df-cncf 24831  df-clm 25023  df-cph 25128  df-tcph 25129  df-cfil 25215  df-cmet 25217  df-cms 25295  df-bn 25296  df-hl 25297

This theorem is referenced by:  cldcss2  25402