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

Theorem hhssabloilem 31863
Description: Lemma for hhssabloi 31864. Formerly part of proof for hhssabloi 31864 which was based on the deprecated definition "SubGrpOp" for subgroups. (Contributed by NM, 9-Apr-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.) (Revised by AV, 27-Aug-2021.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
hhssabl.1 𝐻 ∈ Sℋ
Assertion
Ref Expression
hhssabloilem ( +ℎ ∈ GrpOp ∧ ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ +ℎ )

Proof of Theorem hhssabloilem
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hilablo 31762 . . 3 +ℎ ∈ AbelOp
2 ablogrpo 31149 . . 3 ( +ℎ ∈ AbelOp → +ℎ ∈ GrpOp)
31, 2ax-mp 5 . 2 +ℎ ∈ GrpOp
4 hhssabl.1 . . . 4 𝐻 ∈ Sℋ
54elexi 3473 . . 3 𝐻 ∈ V
6 eqid 2761 . . . . . . . 8 ran +ℎ = ran +ℎ
76grpofo 31101 . . . . . . 7 ( +ℎ ∈ GrpOp → +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )–onto→ran +ℎ )
8 fof 6796 . . . . . . 7 ( +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )–onto→ran +ℎ → +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )⟶ran +ℎ )
93, 7, 8mp2b 10 . . . . . 6 +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )⟶ran +ℎ
104shssii 31815 . . . . . . . 8 𝐻 ⊆ ℋ
11 df-hba 31571 . . . . . . . . 9 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
12 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ = ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩
1312hhva 31768 . . . . . . . . 9 +ℎ = ( +𝑣 ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
1411, 13bafval 31206 . . . . . . . 8 ℋ = ran +ℎ
1510, 14sseqtri 3979 . . . . . . 7 𝐻 ⊆ ran +ℎ
16 xpss12 5666 . . . . . . 7 ((𝐻 ⊆ ran +ℎ ∧ 𝐻 ⊆ ran +ℎ ) → (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran +ℎ × ran +ℎ ))
1715, 15, 16mp2an 705 . . . . . 6 (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran +ℎ × ran +ℎ )
18 fssres 6748 . . . . . 6 (( +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )⟶ran +ℎ ∧ (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran +ℎ × ran +ℎ )) → ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran +ℎ )
199, 17, 18mp2an 705 . . . . 5 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran +ℎ
20 ffn 6709 . . . . 5 (( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran +ℎ → ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻))
2119, 20ax-mp 5 . . . 4 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻)
22 ovres 7586 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) = (𝑥 +ℎ 𝑦))
23 shaddcl 31819 . . . . . . 7 ((𝐻 ∈ Sℋ ∧ 𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ 𝐻)
244, 23mp3an1 1477 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ 𝐻)
2522, 24eqeltrd 2861 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻)
2625rgen2 3203 . . . 4 ∀𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑦 ∈ 𝐻 (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻
27 ffnov 7546 . . . 4 (( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻 ↔ (( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑦 ∈ 𝐻 (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻))
2821, 26, 27mpbir2an 724 . . 3 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻
2922oveq1d 7435 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) +ℎ 𝑧) = ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧))
30293adant3 1150 . . . 4 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) +ℎ 𝑧) = ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧))
31 ovres 7586 . . . . 5 (((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) +ℎ 𝑧))
3225, 31stoic3 1809 . . . 4 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) +ℎ 𝑧))
33 ovres 7586 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑦 +ℎ 𝑧))
3433oveq2d 7436 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑥 +ℎ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 +ℎ (𝑦 +ℎ 𝑧)))
35343adant1 1148 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑥 +ℎ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 +ℎ (𝑦 +ℎ 𝑧)))
3628fovcl 7548 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻)
37 ovres 7586 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 +ℎ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
3836, 37sylan2 605 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ (𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻)) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 +ℎ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
39383impb 1132 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 +ℎ (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
4015sseli 3927 . . . . . 6 (𝑥 ∈ 𝐻 → 𝑥 ∈ ran +ℎ )
4115sseli 3927 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝐻 → 𝑦 ∈ ran +ℎ )
4215sseli 3927 . . . . . 6 (𝑧 ∈ 𝐻 → 𝑧 ∈ ran +ℎ )
436grpoass 31105 . . . . . . 7 (( +ℎ ∈ GrpOp ∧ (𝑥 ∈ ran +ℎ ∧ 𝑦 ∈ ran +ℎ ∧ 𝑧 ∈ ran +ℎ )) → ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧) = (𝑥 +ℎ (𝑦 +ℎ 𝑧)))
443, 43mpan 703 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ran +ℎ ∧ 𝑦 ∈ ran +ℎ ∧ 𝑧 ∈ ran +ℎ ) → ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧) = (𝑥 +ℎ (𝑦 +ℎ 𝑧)))
4540, 41, 42, 44syl3an 1178 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧) = (𝑥 +ℎ (𝑦 +ℎ 𝑧)))
4635, 39, 453eqtr4d 2806 . . . 4 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧))
4730, 32, 463eqtr4d 2806 . . 3 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → ((𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
48 hilid 31763 . . . 4 (GId‘ +ℎ ) = 0ℎ
49 sh0 31818 . . . . 5 (𝐻 ∈ Sℋ → 0ℎ ∈ 𝐻)
504, 49ax-mp 5 . . . 4 0ℎ ∈ 𝐻
5148, 50eqeltri 2857 . . 3 (GId‘ +ℎ ) ∈ 𝐻
52 ovres 7586 . . . . 5 (((GId‘ +ℎ ) ∈ 𝐻 ∧ 𝑥 ∈ 𝐻) → ((GId‘ +ℎ )( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ +ℎ ) +ℎ 𝑥))
5351, 52mpan 703 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((GId‘ +ℎ )( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ +ℎ ) +ℎ 𝑥))
54 eqid 2761 . . . . . 6 (GId‘ +ℎ ) = (GId‘ +ℎ )
556, 54grpolid 31118 . . . . 5 (( +ℎ ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran +ℎ ) → ((GId‘ +ℎ ) +ℎ 𝑥) = 𝑥)
563, 40, 55sylancr 599 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((GId‘ +ℎ ) +ℎ 𝑥) = 𝑥)
5753, 56eqtrd 2796 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((GId‘ +ℎ )( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = 𝑥)
5812hhnv 31767 . . . . . . 7 ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ NrmCVec
5912hhsm 31771 . . . . . . . 8 ·ℎ = ( ·𝑠OLD ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
60 eqid 2761 . . . . . . . 8 ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))
6113, 59, 60nvinvfval 31242 . . . . . . 7 (⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ NrmCVec → ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = (inv‘ +ℎ ))
6258, 61ax-mp 5 . . . . . 6 ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = (inv‘ +ℎ )
6362eqcomi 2770 . . . . 5 (inv‘ +ℎ ) = ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))
6463fveq1i 6886 . . . 4 ((inv‘ +ℎ )‘𝑥) = (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥)
65 ax-hfvmul 31607 . . . . . . 7 ·ℎ :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ
66 ffn 6709 . . . . . . 7 ( ·ℎ :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ → ·ℎ Fn (ℂ × ℋ))
6765, 66ax-mp 5 . . . . . 6 ·ℎ Fn (ℂ × ℋ)
68 neg1cn 12305 . . . . . 6 -1 ∈ ℂ
6960curry1val 8116 . . . . . 6 (( ·ℎ Fn (ℂ × ℋ) ∧ -1 ∈ ℂ) → (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥) = ( -1 ·ℎ 𝑥))
7067, 68, 69mp2an 705 . . . . 5 (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥) = ( -1 ·ℎ 𝑥)
71 shmulcl 31820 . . . . . 6 ((𝐻 ∈ Sℋ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐻) → ( -1 ·ℎ 𝑥) ∈ 𝐻)
724, 68, 71mp3an12 1480 . . . . 5 (𝑥 ∈ 𝐻 → ( -1 ·ℎ 𝑥) ∈ 𝐻)
7370, 72eqeltrid 2865 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥) ∈ 𝐻)
7464, 73eqeltrid 2865 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((inv‘ +ℎ )‘𝑥) ∈ 𝐻)
75 ovres 7586 . . . . 5 ((((inv‘ +ℎ )‘𝑥) ∈ 𝐻 ∧ 𝑥 ∈ 𝐻) → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ +ℎ )‘𝑥) +ℎ 𝑥))
7674, 75mpancom 701 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ +ℎ )‘𝑥) +ℎ 𝑥))
77 eqid 2761 . . . . . 6 (inv‘ +ℎ ) = (inv‘ +ℎ )
786, 54, 77grpolinv 31128 . . . . 5 (( +ℎ ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran +ℎ ) → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥) +ℎ 𝑥) = (GId‘ +ℎ ))
793, 40, 78sylancr 599 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥) +ℎ 𝑥) = (GId‘ +ℎ ))
8076, 79eqtrd 2796 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (GId‘ +ℎ ))
815, 28, 47, 51, 57, 74, 80isgrpoi 31100 . 2 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp
82 resss 5992 . 2 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ +ℎ
833, 81, 823pm3.2i 1358 1 ( +ℎ ∈ GrpOp ∧ ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ +ℎ )
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  Vcvv 3451   ⊆ wss 3899  {csn 4584  ⟨cop 4590   × cxp 5649  ◡ccnv 5650  ran crn 5652   ↾ cres 5653   ∘ ccom 5655   Fn wfn 6533  ⟶wf 6534  –onto→wfo 6536  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  2nd c2nd 8000  ℂcc 11198  1c1 11201   -cneg 11542  GrpOpcgr 31091  GIdcgi 31092  invcgn 31093  AbelOpcablo 31146  NrmCVeccnv 31186   ℋchba 31521   +ℎ cva 31522   ·ℎ csm 31523  normℎcno 31525  0ℎc0v 31526   Sℋ csh 31530
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-hilex 31601  ax-hfvadd 31602  ax-hvcom 31603  ax-hvass 31604  ax-hv0cl 31605  ax-hvaddid 31606  ax-hfvmul 31607  ax-hvmulid 31608  ax-hvmulass 31609  ax-hvdistr1 31610  ax-hvdistr2 31611  ax-hvmul0 31612  ax-hfi 31681  ax-his1 31684  ax-his2 31685  ax-his3 31686  ax-his4 31687
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-sup 9434  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-seq 14145  df-exp 14205  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-grpo 31095  df-gid 31096  df-ginv 31097  df-ablo 31147  df-vc 31161  df-nv 31194  df-va 31197  df-ba 31198  df-sm 31199  df-0v 31200  df-nmcv 31202  df-hnorm 31570  df-hba 31571  df-hvsub 31573  df-sh 31809
This theorem is used by:  hhssabloi  31864
  Copyright terms: Public domain W3C validator