Theorem cnlnadjeui 30793

Description: Every continuous linear operator has a unique adjoint. Theorem 3.10 of [Beran] p. 104. (Contributed by NM, 18-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
cnlnadj.1	⊢ 𝑇 ∈ LinOp
cnlnadj.2	⊢ 𝑇 ∈ ContOp

Assertion

Ref	Expression
cnlnadjeui	⊢ ∃!𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))

Distinct variable group:   𝑥,𝑡,𝑦,𝑇

Proof of Theorem cnlnadjeui

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnlnadj.1	. . 3 ⊢ 𝑇 ∈ LinOp
2		cnlnadj.2	. . 3 ⊢ 𝑇 ∈ ContOp
3	1, 2	cnlnadji 30792	. 2 ⊢ ∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))
4		adjmo 30548	. . 3 ⊢ ∃*𝑡(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦))
5		inss1 4183	. . . . . . . 8 ⊢ (LinOp ∩ ContOp) ⊆ LinOp
6	5	sseli 3935	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑡 ∈ LinOp)
7		lnopf 30575	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 ∈ LinOp → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
8	6, 7	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
9		simpl 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
10		eqcom 2744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ↔ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦))
11	10	2ralbii 3125	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦))
12	1	lnopfi 30685	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑇: ℋ⟶ ℋ
13		adjsym 30549	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)))
14	12, 13	mpan2 689	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡: ℋ⟶ ℋ → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)))
15	11, 14	bitrid 283	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑡: ℋ⟶ ℋ → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)))
16	15	biimpa 478	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦))
17	9, 16	jca 513	. . . . . 6 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))) → (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)))
18	8, 17	sylan 581	. . . . 5 ⊢ ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))) → (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)))
19	18	moimi 2544	. . . 4 ⊢ (∃*𝑡(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)) → ∃*𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))))
20		df-rmo 3351	. . . 4 ⊢ (∃*𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ↔ ∃*𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))))
21	19, 20	sylibr 233	. . 3 ⊢ (∃*𝑡(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑦)) → ∃*𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)))
22	4, 21	ax-mp 5	. 2 ⊢ ∃*𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))
23		reu5 3353	. 2 ⊢ (∃!𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ↔ (∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) ∧ ∃*𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))))
24	3, 22, 23	mpbir2an 709	1 ⊢ ∃!𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦))

Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∃*wmo 2537  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  ∃!wreu 3349  ∃*wrmo 3350   ∩ cin 3904  ⟶wf 6484  ‘cfv 6488  (class class class)co 7346   ℋchba 29635   ·_ih csp 29638  ContOpccop 29662  LinOpclo 29663

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2708  ax-rep 5237  ax-sep 5251  ax-nul 5258  ax-pow 5315  ax-pr 5379  ax-un 7659  ax-inf2 9507  ax-cc 10301  ax-cnex 11037  ax-resscn 11038  ax-1cn 11039  ax-icn 11040  ax-addcl 11041  ax-addrcl 11042  ax-mulcl 11043  ax-mulrcl 11044  ax-mulcom 11045  ax-addass 11046  ax-mulass 11047  ax-distr 11048  ax-i2m1 11049  ax-1ne0 11050  ax-1rid 11051  ax-rnegex 11052  ax-rrecex 11053  ax-cnre 11054  ax-pre-lttri 11055  ax-pre-lttrn 11056  ax-pre-ltadd 11057  ax-pre-mulgt0 11058  ax-pre-sup 11059  ax-addf 11060  ax-mulf 11061  ax-hilex 29715  ax-hfvadd 29716  ax-hvcom 29717  ax-hvass 29718  ax-hv0cl 29719  ax-hvaddid 29720  ax-hfvmul 29721  ax-hvmulid 29722  ax-hvmulass 29723  ax-hvdistr1 29724  ax-hvdistr2 29725  ax-hvmul0 29726  ax-hfi 29795  ax-his1 29798  ax-his2 29799  ax-his3 29800  ax-his4 29801  ax-hcompl 29918

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3445  df-sbc 3735  df-csb 3851  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3924  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4861  df-int 4903  df-iun 4951  df-iin 4952  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5184  df-tr 5218  df-id 5525  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5582  df-se 5583  df-we 5584  df-xp 5633  df-rel 5634  df-cnv 5635  df-co 5636  df-dm 5637  df-rn 5638  df-res 5639  df-ima 5640  df-pred 6246  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316  df-iota 6440  df-fun 6490  df-fn 6491  df-f 6492  df-f1 6493  df-fo 6494  df-f1o 6495  df-fv 6496  df-isom 6497  df-riota 7302  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-of 7604  df-om 7790  df-1st 7908  df-2nd 7909  df-supp 8057  df-frecs 8176  df-wrecs 8207  df-recs 8281  df-rdg 8320  df-1o 8376  df-2o 8377  df-oadd 8380  df-omul 8381  df-er 8578  df-map 8697  df-pm 8698  df-ixp 8766  df-en 8814  df-dom 8815  df-sdom 8816  df-fin 8817  df-fsupp 9236  df-fi 9277  df-sup 9308  df-inf 9309  df-oi 9376  df-card 9805  df-acn 9808  df-pnf 11121  df-mnf 11122  df-xr 11123  df-ltxr 11124  df-le 11125  df-sub 11317  df-neg 11318  df-div 11743  df-nn 12084  df-2 12146  df-3 12147  df-4 12148  df-5 12149  df-6 12150  df-7 12151  df-8 12152  df-9 12153  df-n0 12344  df-z 12430  df-dec 12548  df-uz 12693  df-q 12799  df-rp 12841  df-xneg 12958  df-xadd 12959  df-xmul 12960  df-ioo 13193  df-ico 13195  df-icc 13196  df-fz 13350  df-fzo 13493  df-fl 13622  df-seq 13832  df-exp 13893  df-hash 14155  df-cj 14914  df-re 14915  df-im 14916  df-sqrt 15050  df-abs 15051  df-clim 15301  df-rlim 15302  df-sum 15502  df-struct 16950  df-sets 16967  df-slot 16985  df-ndx 16997  df-base 17015  df-ress 17044  df-plusg 17077  df-mulr 17078  df-starv 17079  df-sca 17080  df-vsca 17081  df-ip 17082  df-tset 17083  df-ple 17084  df-ds 17086  df-unif 17087  df-hom 17088  df-cco 17089  df-rest 17235  df-topn 17236  df-0g 17254  df-gsum 17255  df-topgen 17256  df-pt 17257  df-prds 17260  df-xrs 17315  df-qtop 17320  df-imas 17321  df-xps 17323  df-mre 17397  df-mrc 17398  df-acs 17400  df-mgm 18428  df-sgrp 18477  df-mnd 18488  df-submnd 18533  df-mulg 18802  df-cntz 19024  df-cmn 19488  df-psmet 20699  df-xmet 20700  df-met 20701  df-bl 20702  df-mopn 20703  df-fbas 20704  df-fg 20705  df-cnfld 20708  df-top 22153  df-topon 22170  df-topsp 22192  df-bases 22206  df-cld 22280  df-ntr 22281  df-cls 22282  df-nei 22359  df-cn 22488  df-cnp 22489  df-lm 22490  df-t1 22575  df-haus 22576  df-tx 22823  df-hmeo 23016  df-fil 23107  df-fm 23199  df-flim 23200  df-flf 23201  df-xms 23583  df-ms 23584  df-tms 23585  df-cfil 24529  df-cau 24530  df-cmet 24531  df-grpo 29209  df-gid 29210  df-ginv 29211  df-gdiv 29212  df-ablo 29261  df-vc 29275  df-nv 29308  df-va 29311  df-ba 29312  df-sm 29313  df-0v 29314  df-vs 29315  df-nmcv 29316  df-ims 29317  df-dip 29417  df-ssp 29438  df-ph 29529  df-cbn 29579  df-hnorm 29684  df-hba 29685  df-hvsub 29687  df-hlim 29688  df-hcau 29689  df-sh 29923  df-ch 29937  df-oc 29968  df-ch0 29969  df-nmop 30555  df-cnop 30556  df-lnop 30557  df-unop 30559  df-nmfn 30561  df-nlfn 30562  df-cnfn 30563  df-lnfn 30564

This theorem is referenced by:  cnlnadjeu  30794