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

Theorem hhssabloilem 31878
Description: Lemma for hhssabloi 31879. Formerly part of proof for hhssabloi 31879 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 31777 . . 3 +ℎ ∈ AbelOp
2 ablogrpo 31164 . . 3 ( +ℎ ∈ AbelOp → +ℎ ∈ GrpOp)
31, 2ax-mp 5 . 2 +ℎ ∈ GrpOp
4 hhssabl.1 . . . 4 𝐻 ∈ Sℋ
54elexi 3476 . . 3 𝐻 ∈ V
6 eqid 2763 . . . . . . . 8 ran +ℎ = ran +ℎ
76grpofo 31116 . . . . . . 7 ( +ℎ ∈ GrpOp → +ℎ :(ran +ℎ × ran +ℎ )–onto→ran +ℎ )
8 fof 6807 . . . . . . 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 31830 . . . . . . . 8 𝐻 ⊆ ℋ
11 df-hba 31586 . . . . . . . . 9 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
12 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ = ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩
1312hhva 31783 . . . . . . . . 9 +ℎ = ( +𝑣 ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
1411, 13bafval 31221 . . . . . . . 8 ℋ = ran +ℎ
1510, 14sseqtri 3961 . . . . . . 7 𝐻 ⊆ ran +ℎ
16 xpss12 5670 . . . . . . 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 6759 . . . . . 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 6720 . . . . 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 7596 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) = (𝑥 +ℎ 𝑦))
23 shaddcl 31834 . . . . . . 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 2864 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻)
2625rgen2 3206 . . . 4 ∀𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑦 ∈ 𝐻 (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻
27 ffnov 7556 . . . 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 7445 . . . . 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 7596 . . . . 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 1808 . . . 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 7596 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑦 +ℎ 𝑧))
3433oveq2d 7446 . . . . . 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 7558 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻)
37 ovres 7596 . . . . . . 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 3909 . . . . . 6 (𝑥 ∈ 𝐻 → 𝑥 ∈ ran +ℎ )
4115sseli 3909 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝐻 → 𝑦 ∈ ran +ℎ )
4215sseli 3909 . . . . . 6 (𝑧 ∈ 𝐻 → 𝑧 ∈ ran +ℎ )
436grpoass 31120 . . . . . . 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 2808 . . . 4 ((𝑥 ∈ 𝐻 ∧ 𝑦 ∈ 𝐻 ∧ 𝑧 ∈ 𝐻) → (𝑥( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = ((𝑥 +ℎ 𝑦) +ℎ 𝑧))
4730, 32, 463eqtr4d 2808 . . 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 31778 . . . 4 (GId‘ +ℎ ) = 0ℎ
49 sh0 31833 . . . . 5 (𝐻 ∈ Sℋ → 0ℎ ∈ 𝐻)
504, 49ax-mp 5 . . . 4 0ℎ ∈ 𝐻
5148, 50eqeltri 2860 . . 3 (GId‘ +ℎ ) ∈ 𝐻
52 ovres 7596 . . . . 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 2763 . . . . . 6 (GId‘ +ℎ ) = (GId‘ +ℎ )
556, 54grpolid 31133 . . . . 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 2798 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((GId‘ +ℎ )( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = 𝑥)
5812hhnv 31782 . . . . . . 7 ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ NrmCVec
5912hhsm 31786 . . . . . . . 8 ·ℎ = ( ·𝑠OLD ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
60 eqid 2763 . . . . . . . 8 ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))
6113, 59, 60nvinvfval 31257 . . . . . . 7 (⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ NrmCVec → ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = (inv‘ +ℎ ))
6258, 61ax-mp 5 . . . . . 6 ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V))) = (inv‘ +ℎ )
6362eqcomi 2772 . . . . 5 (inv‘ +ℎ ) = ( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))
6463fveq1i 6897 . . . 4 ((inv‘ +ℎ )‘𝑥) = (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥)
65 ax-hfvmul 31622 . . . . . . 7 ·ℎ :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ
66 ffn 6720 . . . . . . 7 ( ·ℎ :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ → ·ℎ Fn (ℂ × ℋ))
6765, 66ax-mp 5 . . . . . 6 ·ℎ Fn (ℂ × ℋ)
68 neg1cn 12318 . . . . . 6 -1 ∈ ℂ
6960curry1val 8129 . . . . . 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 31835 . . . . . 6 ((𝐻 ∈ Sℋ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝐻) → ( -1 ·ℎ 𝑥) ∈ 𝐻)
724, 68, 71mp3an12 1480 . . . . 5 (𝑥 ∈ 𝐻 → ( -1 ·ℎ 𝑥) ∈ 𝐻)
7370, 72eqeltrid 2868 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝐻 → (( ·ℎ ∘ ◡(2nd ↾ ({ -1} × V)))‘𝑥) ∈ 𝐻)
7464, 73eqeltrid 2868 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → ((inv‘ +ℎ )‘𝑥) ∈ 𝐻)
75 ovres 7596 . . . . 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 2763 . . . . . 6 (inv‘ +ℎ ) = (inv‘ +ℎ )
786, 54, 77grpolinv 31143 . . . . 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 2798 . . 3 (𝑥 ∈ 𝐻 → (((inv‘ +ℎ )‘𝑥)( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (GId‘ +ℎ ))
815, 28, 47, 51, 57, 74, 80isgrpoi 31115 . 2 ( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp
82 resss 5997 . 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 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3080  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  {csn 4588  ⟨cop 4838   × cxp 5653  ◡ccnv 5654  ran crn 5656   ↾ cres 5657   ∘ ccom 5659   Fn wfn 6542  ⟶wf 6543  –onto→wfo 6545  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  2nd c2nd 8010  ℂcc 11211  1c1 11214   -cneg 11555  GrpOpcgr 31106  GIdcgi 31107  invcgn 31108  AbelOpcablo 31161  NrmCVeccnv 31201   ℋchba 31536   +ℎ cva 31537   ·ℎ csm 31538  normℎcno 31540  0ℎc0v 31541   Sℋ csh 31545
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290  ax-pre-sup 11291  ax-hilex 31616  ax-hfvadd 31617  ax-hvcom 31618  ax-hvass 31619  ax-hv0cl 31620  ax-hvaddid 31621  ax-hfvmul 31622  ax-hvmulid 31623  ax-hvmulass 31624  ax-hvdistr1 31625  ax-hvdistr2 31626  ax-hvmul0 31627  ax-hfi 31696  ax-his1 31699  ax-his2 31700  ax-his3 31701  ax-his4 31702
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  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-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 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8731  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-sup 9447  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-div 11987  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-n0 12620  df-z 12707  df-uz 12979  df-rp 13134  df-seq 14158  df-exp 14218  df-cj 15281  df-re 15282  df-im 15283  df-sqrt 15417  df-abs 15418  df-grpo 31110  df-gid 31111  df-ginv 31112  df-ablo 31162  df-vc 31176  df-nv 31209  df-va 31212  df-ba 31213  df-sm 31214  df-0v 31215  df-nmcv 31217  df-hnorm 31585  df-hba 31586  df-hvsub 31588  df-sh 31824
This theorem is used by:  hhssabloi  31879
  Copyright terms: Public domain W3C validator