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

Theorem hhssabloilem 28458
Description: Lemma for hhssabloi 28459. Formerly part of proof for hhssabloi 28459 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 𝐻S
Assertion
Ref Expression
hhssabloilem ( + ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ + )

Proof of Theorem hhssabloilem
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hilablo 28357 . . 3 + ∈ AbelOp
2 ablogrpo 27741 . . 3 ( + ∈ AbelOp → + ∈ GrpOp)
31, 2ax-mp 5 . 2 + ∈ GrpOp
4 hhssabl.1 . . . 4 𝐻S
54elexi 3364 . . 3 𝐻 ∈ V
6 eqid 2771 . . . . . . . 8 ran + = ran +
76grpofo 27693 . . . . . . 7 ( + ∈ GrpOp → + :(ran + × ran + )–onto→ran + )
8 fof 6256 . . . . . . 7 ( + :(ran + × ran + )–onto→ran + → + :(ran + × ran + )⟶ran + )
93, 7, 8mp2b 10 . . . . . 6 + :(ran + × ran + )⟶ran +
104shssii 28410 . . . . . . . 8 𝐻 ⊆ ℋ
11 df-hba 28166 . . . . . . . . 9 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
12 eqid 2771 . . . . . . . . . 10 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
1312hhva 28363 . . . . . . . . 9 + = ( +𝑣 ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
1411, 13bafval 27799 . . . . . . . 8 ℋ = ran +
1510, 14sseqtri 3786 . . . . . . 7 𝐻 ⊆ ran +
16 xpss12 5264 . . . . . . 7 ((𝐻 ⊆ ran +𝐻 ⊆ ran + ) → (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + ))
1715, 15, 16mp2an 664 . . . . . 6 (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + )
18 fssres 6210 . . . . . 6 (( + :(ran + × ran + )⟶ran + ∧ (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + )) → ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran + )
199, 17, 18mp2an 664 . . . . 5 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran +
20 ffn 6185 . . . . 5 (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran + → ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻))
2119, 20ax-mp 5 . . . 4 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻)
22 ovres 6947 . . . . . 6 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) = (𝑥 + 𝑦))
23 shaddcl 28414 . . . . . . 7 ((𝐻S𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐻)
244, 23mp3an1 1559 . . . . . 6 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐻)
2522, 24eqeltrd 2850 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻)
2625rgen2a 3126 . . . 4 𝑥𝐻𝑦𝐻 (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻
27 ffnov 6911 . . . 4 (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻 ↔ (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻) ∧ ∀𝑥𝐻𝑦𝐻 (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻))
2821, 26, 27mpbir2an 682 . . 3 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻
2922oveq1d 6808 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
30293adant3 1126 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
31 ovres 6947 . . . . 5 (((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧))
3225, 31stoic3 1849 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧))
33 ovres 6947 . . . . . . 7 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑦 + 𝑧))
3433oveq2d 6809 . . . . . 6 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
35343adant1 1124 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
3628fovcl 6912 . . . . . . 7 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻)
37 ovres 6947 . . . . . . 7 ((𝑥𝐻 ∧ (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
3836, 37sylan2 572 . . . . . 6 ((𝑥𝐻 ∧ (𝑦𝐻𝑧𝐻)) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
39383impb 1107 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
4015sseli 3748 . . . . . 6 (𝑥𝐻𝑥 ∈ ran + )
4115sseli 3748 . . . . . 6 (𝑦𝐻𝑦 ∈ ran + )
4215sseli 3748 . . . . . 6 (𝑧𝐻𝑧 ∈ ran + )
436grpoass 27697 . . . . . . 7 (( + ∈ GrpOp ∧ (𝑥 ∈ ran +𝑦 ∈ ran +𝑧 ∈ ran + )) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
443, 43mpan 662 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ran +𝑦 ∈ ran +𝑧 ∈ ran + ) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
4540, 41, 42, 44syl3an 1163 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
4635, 39, 453eqtr4d 2815 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
4730, 32, 463eqtr4d 2815 . . 3 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
48 hilid 28358 . . . 4 (GId‘ + ) = 0
49 sh0 28413 . . . . 5 (𝐻S → 0𝐻)
504, 49ax-mp 5 . . . 4 0𝐻
5148, 50eqeltri 2846 . . 3 (GId‘ + ) ∈ 𝐻
52 ovres 6947 . . . . 5 (((GId‘ + ) ∈ 𝐻𝑥𝐻) → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ + ) + 𝑥))
5351, 52mpan 662 . . . 4 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ + ) + 𝑥))
54 eqid 2771 . . . . . 6 (GId‘ + ) = (GId‘ + )
556, 54grpolid 27710 . . . . 5 (( + ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran + ) → ((GId‘ + ) + 𝑥) = 𝑥)
563, 40, 55sylancr 567 . . . 4 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + ) + 𝑥) = 𝑥)
5753, 56eqtrd 2805 . . 3 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = 𝑥)
5812hhnv 28362 . . . . . . 7 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ NrmCVec
5912hhsm 28366 . . . . . . . 8 · = ( ·𝑠OLD ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
60 eqid 2771 . . . . . . . 8 ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = ( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))
6113, 59, 60nvinvfval 27835 . . . . . . 7 (⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ NrmCVec → ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = (inv‘ + ))
6258, 61ax-mp 5 . . . . . 6 ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = (inv‘ + )
6362eqcomi 2780 . . . . 5 (inv‘ + ) = ( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))
6463fveq1i 6333 . . . 4 ((inv‘ + )‘𝑥) = (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥)
65 ax-hfvmul 28202 . . . . . . 7 · :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ
66 ffn 6185 . . . . . . 7 ( · :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ → · Fn (ℂ × ℋ))
6765, 66ax-mp 5 . . . . . 6 · Fn (ℂ × ℋ)
68 neg1cn 11326 . . . . . 6 -1 ∈ ℂ
6960curry1val 7421 . . . . . 6 (( · Fn (ℂ × ℋ) ∧ -1 ∈ ℂ) → (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) = (-1 · 𝑥))
7067, 68, 69mp2an 664 . . . . 5 (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) = (-1 · 𝑥)
71 shmulcl 28415 . . . . . 6 ((𝐻S ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝑥𝐻) → (-1 · 𝑥) ∈ 𝐻)
724, 68, 71mp3an12 1562 . . . . 5 (𝑥𝐻 → (-1 · 𝑥) ∈ 𝐻)
7370, 72syl5eqel 2854 . . . 4 (𝑥𝐻 → (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) ∈ 𝐻)
7464, 73syl5eqel 2854 . . 3 (𝑥𝐻 → ((inv‘ + )‘𝑥) ∈ 𝐻)
75 ovres 6947 . . . . 5 ((((inv‘ + )‘𝑥) ∈ 𝐻𝑥𝐻) → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥))
7674, 75mpancom 660 . . . 4 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥))
77 eqid 2771 . . . . . 6 (inv‘ + ) = (inv‘ + )
786, 54, 77grpolinv 27720 . . . . 5 (( + ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran + ) → (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥) = (GId‘ + ))
793, 40, 78sylancr 567 . . . 4 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥) = (GId‘ + ))
8076, 79eqtrd 2805 . . 3 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (GId‘ + ))
815, 28, 47, 51, 57, 74, 80isgrpoi 27692 . 2 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp
82 resss 5563 . 2 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ +
833, 81, 823pm3.2i 1423 1 ( + ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ + )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  Vcvv 3351  wss 3723  {csn 4316  cop 4322   × cxp 5247  ccnv 5248  ran crn 5250  cres 5251  ccom 5253   Fn wfn 6026  wf 6027  ontowfo 6029  cfv 6031  (class class class)co 6793  2nd c2nd 7314  cc 10136  1c1 10139  -cneg 10469  GrpOpcgr 27683  GIdcgi 27684  invcgn 27685  AbelOpcablo 27738  NrmCVeccnv 27779  chil 28116   + cva 28117   · csm 28118  normcno 28120  0c0v 28121   S csh 28125
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216  ax-hilex 28196  ax-hfvadd 28197  ax-hvcom 28198  ax-hvass 28199  ax-hv0cl 28200  ax-hvaddid 28201  ax-hfvmul 28202  ax-hvmulid 28203  ax-hvmulass 28204  ax-hvdistr1 28205  ax-hvdistr2 28206  ax-hvmul0 28207  ax-hfi 28276  ax-his1 28279  ax-his2 28280  ax-his3 28281  ax-his4 28282
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-er 7896  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-sup 8504  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-4 11283  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-rp 12036  df-seq 13009  df-exp 13068  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-grpo 27687  df-gid 27688  df-ginv 27689  df-ablo 27739  df-vc 27754  df-nv 27787  df-va 27790  df-ba 27791  df-sm 27792  df-0v 27793  df-nmcv 27795  df-hnorm 28165  df-hba 28166  df-hvsub 28168  df-sh 28404
This theorem is referenced by:  hhssabloi  28459
  Copyright terms: Public domain W3C validator