HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  cnlnadjlem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnlnadjlem5 32002
Description: Lemma for cnlnadji 32007. 𝐹 is an adjoint of 𝑇 (later, we will show it is unique). (Contributed by NM, 18-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
cnlnadjlem.1 𝑇 ∈ LinOp
cnlnadjlem.2 𝑇 ∈ ContOp
cnlnadjlem.3 𝐺 = (𝑔 ∈ ℋ ↦ ((𝑇𝑔) ·ih 𝑦))
cnlnadjlem.4 𝐵 = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤))
cnlnadjlem.5 𝐹 = (𝑦 ∈ ℋ ↦ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
cnlnadjlem5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ) → ((𝑇𝐶) ·ih 𝐴) = (𝐶 ·ih (𝐹𝐴)))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑔,𝑤,𝑦,𝐴   𝑤,𝐹   𝑇,𝑔,𝑣,𝑤,𝑦   𝑣,𝐺,𝑤
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑦,𝑤,𝑣,𝑔)   𝐶(𝑦,𝑤,𝑣,𝑔)   𝐹(𝑦,𝑣,𝑔)   𝐺(𝑦,𝑔)

Proof of Theorem cnlnadjlem5
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfcv 2891 . . 3 𝑦𝐴
2 nfcv 2891 . . . 4 𝑦
3 nfcv 2891 . . . . . 6 𝑦𝑓
4 nfcv 2891 . . . . . 6 𝑦 ·ih
5 cnlnadjlem.5 . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑦 ∈ ℋ ↦ 𝐵)
6 nfmpt1 5187 . . . . . . . 8 𝑦(𝑦 ∈ ℋ ↦ 𝐵)
75, 6nfcxfr 2889 . . . . . . 7 𝑦𝐹
87, 1nffv 6826 . . . . . 6 𝑦(𝐹𝐴)
93, 4, 8nfov 7370 . . . . 5 𝑦(𝑓 ·ih (𝐹𝐴))
109nfeq2 2909 . . . 4 𝑦((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴))
112, 10nfralw 3276 . . 3 𝑦𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴))
12 oveq2 7348 . . . . 5 (𝑦 = 𝐴 → ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴))
13 fveq2 6816 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐴 → (𝐹𝑦) = (𝐹𝐴))
1413oveq2d 7356 . . . . 5 (𝑦 = 𝐴 → (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴)))
1512, 14eqeq12d 2745 . . . 4 (𝑦 = 𝐴 → (((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)) ↔ ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴))))
1615ralbidv 3152 . . 3 (𝑦 = 𝐴 → (∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴))))
17 cnlnadjlem.4 . . . . . . 7 𝐵 = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤))
18 riotaex 7301 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤)) ∈ V
1917, 18eqeltri 2824 . . . . . 6 𝐵 ∈ V
205fvmpt2 6934 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝐹𝑦) = 𝐵)
2119, 20mpan2 691 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℋ → (𝐹𝑦) = 𝐵)
22 fveq2 6816 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = 𝑓 → (𝑇𝑣) = (𝑇𝑓))
2322oveq1d 7355 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑓 → ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦))
24 oveq1 7347 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑓 → (𝑣 ·ih 𝑤) = (𝑓 ·ih 𝑤))
2523, 24eqeq12d 2745 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑓 → (((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤)))
2625cbvralvw 3207 . . . . . . . . . 10 (∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤))
2726a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ ℋ → (∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤)))
28 cnlnadjlem.1 . . . . . . . . . . . 12 𝑇 ∈ LinOp
29 cnlnadjlem.2 . . . . . . . . . . . 12 𝑇 ∈ ContOp
30 cnlnadjlem.3 . . . . . . . . . . . 12 𝐺 = (𝑔 ∈ ℋ ↦ ((𝑇𝑔) ·ih 𝑦))
3128, 29, 30cnlnadjlem1 31998 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 ∈ ℋ → (𝐺𝑓) = ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦))
3231eqeq1d 2731 . . . . . . . . . 10 (𝑓 ∈ ℋ → ((𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤) ↔ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤)))
3332ralbiia 3073 . . . . . . . . 9 (∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤))
3427, 33bitr4di 289 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ ℋ → (∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)))
3534riotabiia 7317 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤)) = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤))
3617, 35eqtri 2752 . . . . . 6 𝐵 = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤))
3728, 29, 30cnlnadjlem2 31999 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℋ → (𝐺 ∈ LinFn ∧ 𝐺 ∈ ContFn))
38 elin 3915 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ (LinFn ∩ ContFn) ↔ (𝐺 ∈ LinFn ∧ 𝐺 ∈ ContFn))
3937, 38sylibr 234 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℋ → 𝐺 ∈ (LinFn ∩ ContFn))
40 riesz4 31995 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ (LinFn ∩ ContFn) → ∃!𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤))
41 riotacl2 7313 . . . . . . 7 (∃!𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤) → (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)) ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)})
4239, 40, 413syl 18 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ℋ → (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)) ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)})
4336, 42eqeltrid 2832 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℋ → 𝐵 ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)})
4421, 43eqeltrd 2828 . . . 4 (𝑦 ∈ ℋ → (𝐹𝑦) ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)})
45 oveq2 7348 . . . . . . . . 9 (𝑤 = (𝐹𝑦) → (𝑓 ·ih 𝑤) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)))
4645eqeq2d 2740 . . . . . . . 8 (𝑤 = (𝐹𝑦) → (((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤) ↔ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦))))
4746ralbidv 3152 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝐹𝑦) → (∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦))))
4833, 47bitrid 283 . . . . . 6 (𝑤 = (𝐹𝑦) → (∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦))))
4948elrab 3644 . . . . 5 ((𝐹𝑦) ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)} ↔ ((𝐹𝑦) ∈ ℋ ∧ ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦))))
5049simprbi 496 . . . 4 ((𝐹𝑦) ∈ {𝑤 ∈ ℋ ∣ ∀𝑓 ∈ ℋ (𝐺𝑓) = (𝑓 ·ih 𝑤)} → ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)))
5144, 50syl 17 . . 3 (𝑦 ∈ ℋ → ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝑦) = (𝑓 ·ih (𝐹𝑦)))
521, 11, 16, 51vtoclgaf 3528 . 2 (𝐴 ∈ ℋ → ∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴)))
53 fveq2 6816 . . . . 5 (𝑓 = 𝐶 → (𝑇𝑓) = (𝑇𝐶))
5453oveq1d 7355 . . . 4 (𝑓 = 𝐶 → ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = ((𝑇𝐶) ·ih 𝐴))
55 oveq1 7347 . . . 4 (𝑓 = 𝐶 → (𝑓 ·ih (𝐹𝐴)) = (𝐶 ·ih (𝐹𝐴)))
5654, 55eqeq12d 2745 . . 3 (𝑓 = 𝐶 → (((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴)) ↔ ((𝑇𝐶) ·ih 𝐴) = (𝐶 ·ih (𝐹𝐴))))
5756rspccva 3573 . 2 ((∀𝑓 ∈ ℋ ((𝑇𝑓) ·ih 𝐴) = (𝑓 ·ih (𝐹𝐴)) ∧ 𝐶 ∈ ℋ) → ((𝑇𝐶) ·ih 𝐴) = (𝐶 ·ih (𝐹𝐴)))
5852, 57sylan 580 1 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ) → ((𝑇𝐶) ·ih 𝐴) = (𝐶 ·ih (𝐹𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  ∃!wreu 3341  {crab 3392  Vcvv 3433  cin 3898  cmpt 5169  cfv 6476  crio 7296  (class class class)co 7340  chba 30850   ·ih csp 30853  ContOpccop 30877  LinOpclo 30878  ContFnccnfn 30884  LinFnclf 30885
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5214  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5367  ax-un 7662  ax-inf2 9525  ax-cc 10317  ax-cnex 11053  ax-resscn 11054  ax-1cn 11055  ax-icn 11056  ax-addcl 11057  ax-addrcl 11058  ax-mulcl 11059  ax-mulrcl 11060  ax-mulcom 11061  ax-addass 11062  ax-mulass 11063  ax-distr 11064  ax-i2m1 11065  ax-1ne0 11066  ax-1rid 11067  ax-rnegex 11068  ax-rrecex 11069  ax-cnre 11070  ax-pre-lttri 11071  ax-pre-lttrn 11072  ax-pre-ltadd 11073  ax-pre-mulgt0 11074  ax-pre-sup 11075  ax-addf 11076  ax-mulf 11077  ax-hilex 30930  ax-hfvadd 30931  ax-hvcom 30932  ax-hvass 30933  ax-hv0cl 30934  ax-hvaddid 30935  ax-hfvmul 30936  ax-hvmulid 30937  ax-hvmulass 30938  ax-hvdistr1 30939  ax-hvdistr2 30940  ax-hvmul0 30941  ax-hfi 31010  ax-his1 31013  ax-his2 31014  ax-his3 31015  ax-his4 31016  ax-hcompl 31133
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3393  df-v 3435  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-tp 4578  df-op 4580  df-uni 4857  df-int 4895  df-iun 4940  df-iin 4941  df-br 5089  df-opab 5151  df-mpt 5170  df-tr 5196  df-id 5508  df-eprel 5513  df-po 5521  df-so 5522  df-fr 5566  df-se 5567  df-we 5568  df-xp 5619  df-rel 5620  df-cnv 5621  df-co 5622  df-dm 5623  df-rn 5624  df-res 5625  df-ima 5626  df-pred 6243  df-ord 6304  df-on 6305  df-lim 6306  df-suc 6307  df-iota 6432  df-fun 6478  df-fn 6479  df-f 6480  df-f1 6481  df-fo 6482  df-f1o 6483  df-fv 6484  df-isom 6485  df-riota 7297  df-ov 7343  df-oprab 7344  df-mpo 7345  df-of 7604  df-om 7791  df-1st 7915  df-2nd 7916  df-supp 8085  df-frecs 8205  df-wrecs 8236  df-recs 8285  df-rdg 8323  df-1o 8379  df-2o 8380  df-oadd 8383  df-omul 8384  df-er 8616  df-map 8746  df-pm 8747  df-ixp 8816  df-en 8864  df-dom 8865  df-sdom 8866  df-fin 8867  df-fsupp 9240  df-fi 9289  df-sup 9320  df-inf 9321  df-oi 9390  df-card 9823  df-acn 9826  df-pnf 11139  df-mnf 11140  df-xr 11141  df-ltxr 11142  df-le 11143  df-sub 11337  df-neg 11338  df-div 11766  df-nn 12117  df-2 12179  df-3 12180  df-4 12181  df-5 12182  df-6 12183  df-7 12184  df-8 12185  df-9 12186  df-n0 12373  df-z 12460  df-dec 12580  df-uz 12724  df-q 12838  df-rp 12882  df-xneg 13002  df-xadd 13003  df-xmul 13004  df-ioo 13240  df-ico 13242  df-icc 13243  df-fz 13399  df-fzo 13546  df-fl 13684  df-seq 13897  df-exp 13957  df-hash 14226  df-cj 14993  df-re 14994  df-im 14995  df-sqrt 15129  df-abs 15130  df-clim 15382  df-rlim 15383  df-sum 15581  df-struct 17045  df-sets 17062  df-slot 17080  df-ndx 17092  df-base 17108  df-ress 17129  df-plusg 17161  df-mulr 17162  df-starv 17163  df-sca 17164  df-vsca 17165  df-ip 17166  df-tset 17167  df-ple 17168  df-ds 17170  df-unif 17171  df-hom 17172  df-cco 17173  df-rest 17313  df-topn 17314  df-0g 17332  df-gsum 17333  df-topgen 17334  df-pt 17335  df-prds 17338  df-xrs 17393  df-qtop 17398  df-imas 17399  df-xps 17401  df-mre 17475  df-mrc 17476  df-acs 17478  df-mgm 18501  df-sgrp 18580  df-mnd 18596  df-submnd 18645  df-mulg 18934  df-cntz 19183  df-cmn 19648  df-psmet 21237  df-xmet 21238  df-met 21239  df-bl 21240  df-mopn 21241  df-fbas 21242  df-fg 21243  df-cnfld 21246  df-top 22763  df-topon 22780  df-topsp 22802  df-bases 22815  df-cld 22888  df-ntr 22889  df-cls 22890  df-nei 22967  df-cn 23096  df-cnp 23097  df-lm 23098  df-t1 23183  df-haus 23184  df-tx 23431  df-hmeo 23624  df-fil 23715  df-fm 23807  df-flim 23808  df-flf 23809  df-xms 24189  df-ms 24190  df-tms 24191  df-cfil 25136  df-cau 25137  df-cmet 25138  df-grpo 30424  df-gid 30425  df-ginv 30426  df-gdiv 30427  df-ablo 30476  df-vc 30490  df-nv 30523  df-va 30526  df-ba 30527  df-sm 30528  df-0v 30529  df-vs 30530  df-nmcv 30531  df-ims 30532  df-dip 30632  df-ssp 30653  df-ph 30744  df-cbn 30794  df-hnorm 30899  df-hba 30900  df-hvsub 30902  df-hlim 30903  df-hcau 30904  df-sh 31138  df-ch 31152  df-oc 31183  df-ch0 31184  df-nmop 31770  df-cnop 31771  df-lnop 31772  df-nmfn 31776  df-nlfn 31777  df-cnfn 31778  df-lnfn 31779
This theorem is referenced by:  cnlnadjlem6  32003  cnlnadjlem7  32004  cnlnadjlem9  32006
  Copyright terms: Public domain W3C validator