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

Theorem cnlnssadj 32709
Description: Every continuous linear Hilbert space operator has an adjoint. (Contributed by NM, 18-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
cnlnssadj (LinOp ∩ ContOp) ⊆ dom adjℎ

Proof of Theorem cnlnssadj
Dummy variables 𝑢 𝑡 𝑣 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnlnadj 32708 . . . . 5 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)))
2 df-rex 3091 . . . . 5 (∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) ↔ ∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))))
31, 2sylib 221 . . . 4 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))))
4 inss1 4136 . . . . . . . . . 10 (LinOp ∩ ContOp) ⊆ LinOp
54sseli 3909 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑦 ∈ LinOp)
6 lnopf 32488 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ LinOp → 𝑦: ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 18 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑦: ℋ⟶ ℋ)
87a1d 26 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → 𝑦: ℋ⟶ ℋ))
94sseli 3909 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑡 ∈ LinOp)
10 lnopf 32488 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ LinOp → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
119, 10syl 18 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
1211a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
1312adantrd 497 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
14 eqcom 2770 . . . . . . . . . . 11 (((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) ↔ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) = ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧))
1514biimpi 219 . . . . . . . . . 10 (((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) → (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) = ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧))
16152ralimi 3136 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) = ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧))
17 adjsym 32462 . . . . . . . . . 10 ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦: ℋ⟶ ℋ) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) = ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
1811, 7, 17syl2anr 609 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ 𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) = ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
1916, 18imbitrid 247 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ 𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp)) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧)) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
2019expimpd 459 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
218, 13, 203jcad 1147 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧))))
22 dfadj2 32514 . . . . . . . 8 adjℎ = {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧))}
2322eleq2i 2856 . . . . . . 7 (⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ ↔ ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧))})
24 vex 3458 . . . . . . . 8 𝑦 ∈ V
25 vex 3458 . . . . . . . 8 𝑡 ∈ V
26 feq1 6706 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑦 → (𝑢: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑦: ℋ⟶ ℋ))
27 fveq1 6904 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = 𝑦 → (𝑢‘𝑧) = (𝑦‘𝑧))
2827oveq2d 7456 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = 𝑦 → (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)))
2928eqeq1d 2765 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = 𝑦 → ((𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧)))
30292ralbidv 3230 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧)))
3126, 303anbi13d 1467 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑦 → ((𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧))))
32 feq1 6706 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑡 → (𝑣: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
33 fveq1 6904 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑡 → (𝑣‘𝑥) = (𝑡‘𝑥))
3433oveq1d 7455 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧))
3534eqeq2d 2774 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
36352ralbidv 3230 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑡 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
3732, 363anbi23d 1468 . . . . . . . 8 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧))))
3824, 25, 31, 37opelopab 5521 . . . . . . 7 (⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢‘𝑧)) = ((𝑣‘𝑥) ·ih 𝑧))} ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)))
3923, 38bitr2i 279 . . . . . 6 ((𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦‘𝑧)) = ((𝑡‘𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ)
4021, 39imbitrdi 254 . . . . 5 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ))
4140eximdv 1952 . . . 4 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → (∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ContOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦‘𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑧))) → ∃𝑡⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ))
423, 41mpd 16 . . 3 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → ∃𝑡⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ)
4324eldm2 5889 . . 3 (𝑦 ∈ dom adjℎ ↔ ∃𝑡⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adjℎ)
4442, 43sylibr 237 . 2 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ContOp) → 𝑦 ∈ dom adjℎ)
4544ssriv 3917 1 (LinOp ∩ ContOp) ⊆ dom adjℎ
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092  ⟨cop 4838  {copab 5170  dom cdm 5655  ⟶wf 6551  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ℋchba 31548   ·ih csp 31551  ContOpccop 31575  LinOpclo 31576  adjℎcado 31584
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-inf2 9666  ax-cc 10537  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302  ax-addf 11303  ax-mulf 11304  ax-hilex 31628  ax-hfvadd 31629  ax-hvcom 31630  ax-hvass 31631  ax-hv0cl 31632  ax-hvaddid 31633  ax-hfvmul 31634  ax-hvmulid 31635  ax-hvmulass 31636  ax-hvdistr1 31637  ax-hvdistr2 31638  ax-hvmul0 31639  ax-hfi 31708  ax-his1 31711  ax-his2 31712  ax-his3 31713  ax-his4 31714  ax-hcompl 31831
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-of 7714  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-oadd 8505  df-omul 8506  df-er 8742  df-map 8874  df-pm 8875  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-fi 9427  df-sup 9458  df-inf 9459  df-oi 9528  df-card 10044  df-acn 10047  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-q 13100  df-rp 13145  df-xneg 13265  df-xadd 13266  df-xmul 13267  df-ioo 13504  df-ico 13506  df-icc 13507  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-fl 13956  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-clim 15681  df-rlim 15682  df-sum 15880  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-hom 17478  df-cco 17479  df-rest 17619  df-topn 17620  df-0g 17638  df-gsum 17639  df-topgen 17640  df-pt 17641  df-prds 17644  df-xrs 17700  df-qtop 17705  df-imas 17706  df-xps 17708  df-mre 17782  df-mrc 17783  df-acs 17785  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-submnd 19005  df-mulg 19304  df-cntz 19558  df-cmn 20023  df-psmet 21697  df-xmet 21698  df-met 21699  df-bl 21700  df-mopn 21701  df-fbas 21702  df-fg 21703  df-cnfld 21706  df-top 23239  df-topon 23256  df-topsp 23278  df-bases 23291  df-cld 23364  df-ntr 23365  df-cls 23366  df-nei 23443  df-cn 23572  df-cnp 23573  df-lm 23574  df-t1 23659  df-haus 23660  df-tx 23908  df-hmeo 24101  df-fil 24192  df-fm 24284  df-flim 24285  df-flf 24286  df-xms 24666  df-ms 24667  df-tms 24668  df-cfil 25603  df-cau 25604  df-cmet 25605  df-grpo 31122  df-gid 31123  df-ginv 31124  df-gdiv 31125  df-ablo 31174  df-vc 31188  df-nv 31221  df-va 31224  df-ba 31225  df-sm 31226  df-0v 31227  df-vs 31228  df-nmcv 31229  df-ims 31230  df-dip 31330  df-ssp 31351  df-ph 31442  df-cbn 31492  df-hnorm 31597  df-hba 31598  df-hvsub 31600  df-hlim 31601  df-hcau 31602  df-sh 31836  df-ch 31850  df-oc 31881  df-ch0 31882  df-shs 31937  df-pjh 32024  df-h0op 32377  df-nmop 32468  df-cnop 32469  df-lnop 32470  df-unop 32472  df-hmop 32473  df-nmfn 32474  df-nlfn 32475  df-cnfn 32476  df-lnfn 32477  df-adjh 32478
This theorem is used by:  bdopssadj  32710
  Copyright terms: Public domain W3C validator