Theorem hsn0elch 31177

Description: The zero subspace belongs to the set of closed subspaces of Hilbert space. (Contributed by NM, 14-Oct-1999.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
hsn0elch	⊢ {0ℎ} ∈ Cℋ

Proof of Theorem hsn0elch

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-hv0cl 30932	. . . . 5 ⊢ 0ℎ ∈ ℋ
2		snssi 4772	. . . . 5 ⊢ (0ℎ ∈ ℋ → {0ℎ} ⊆ ℋ)
3	1, 2	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ {0ℎ} ⊆ ℋ
4	1	elexi 3470	. . . . 5 ⊢ 0ℎ ∈ V
5	4	snid 4626	. . . 4 ⊢ 0ℎ ∈ {0ℎ}
6	3, 5	pm3.2i 470	. . 3 ⊢ ({0ℎ} ⊆ ℋ ∧ 0ℎ ∈ {0ℎ})
7		velsn 4605	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ {0ℎ} ↔ 𝑥 = 0ℎ)
8		velsn 4605	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ {0ℎ} ↔ 𝑦 = 0ℎ)
9		oveq12 7396	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 = 0ℎ ∧ 𝑦 = 0ℎ) → (𝑥 +ℎ 𝑦) = (0ℎ +ℎ 0ℎ))
10	1	hvaddlidi 30958	. . . . . . . 8 ⊢ (0ℎ +ℎ 0ℎ) = 0ℎ
11	9, 10	eqtrdi 2780	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 0ℎ ∧ 𝑦 = 0ℎ) → (𝑥 +ℎ 𝑦) = 0ℎ)
12		ovex 7420	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ V
13	12	elsn 4604	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ} ↔ (𝑥 +ℎ 𝑦) = 0ℎ)
14	11, 13	sylibr 234	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 = 0ℎ ∧ 𝑦 = 0ℎ) → (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})
15	7, 8, 14	syl2anb 598	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ {0ℎ} ∧ 𝑦 ∈ {0ℎ}) → (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})
16	15	rgen2 3177	. . . 4 ⊢ ∀𝑥 ∈ {0ℎ}∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ}
17		oveq2 7395	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 0ℎ → (𝑥 ·ℎ 𝑦) = (𝑥 ·ℎ 0ℎ))
18		hvmul0 30953	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥 ·ℎ 0ℎ) = 0ℎ)
19	17, 18	sylan9eqr 2786	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = 0ℎ) → (𝑥 ·ℎ 𝑦) = 0ℎ)
20		ovex 7420	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ V
21	20	elsn 4604	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ} ↔ (𝑥 ·ℎ 𝑦) = 0ℎ)
22	19, 21	sylibr 234	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 = 0ℎ) → (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})
23	8, 22	sylan2b 594	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ {0ℎ}) → (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})
24	23	rgen2 3177	. . . 4 ⊢ ∀𝑥 ∈ ℂ ∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ}
25	16, 24	pm3.2i 470	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ {0ℎ}∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ} ∧ ∀𝑥 ∈ ℂ ∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})
26		issh2 31138	. . 3 ⊢ ({0ℎ} ∈ Sℋ ↔ (({0ℎ} ⊆ ℋ ∧ 0ℎ ∈ {0ℎ}) ∧ (∀𝑥 ∈ {0ℎ}∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 +ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ} ∧ ∀𝑥 ∈ ℂ ∀𝑦 ∈ {0ℎ} (𝑥 ·ℎ 𝑦) ∈ {0ℎ})))
27	6, 25, 26	mpbir2an 711	. 2 ⊢ {0ℎ} ∈ Sℋ
28	4	fconst2 7179	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:ℕ⟶{0ℎ} ↔ 𝑓 = (ℕ × {0ℎ}))
29		hlim0 31164	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ × {0ℎ}) ⇝𝑣 0ℎ
30		breq1 5110	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = (ℕ × {0ℎ}) → (𝑓 ⇝𝑣 0ℎ ↔ (ℕ × {0ℎ}) ⇝𝑣 0ℎ))
31	29, 30	mpbiri 258	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = (ℕ × {0ℎ}) → 𝑓 ⇝𝑣 0ℎ)
32	28, 31	sylbi 217	. . . . 5 ⊢ (𝑓:ℕ⟶{0ℎ} → 𝑓 ⇝𝑣 0ℎ)
33		hlimuni 31167	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 ⇝𝑣 0ℎ ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → 0ℎ = 𝑥)
34	33	eleq1d 2813	. . . . 5 ⊢ ((𝑓 ⇝𝑣 0ℎ ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → (0ℎ ∈ {0ℎ} ↔ 𝑥 ∈ {0ℎ}))
35	32, 34	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝑓:ℕ⟶{0ℎ} ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → (0ℎ ∈ {0ℎ} ↔ 𝑥 ∈ {0ℎ}))
36	5, 35	mpbii 233	. . 3 ⊢ ((𝑓:ℕ⟶{0ℎ} ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → 𝑥 ∈ {0ℎ})
37	36	gen2 1796	. 2 ⊢ ∀𝑓∀𝑥((𝑓:ℕ⟶{0ℎ} ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → 𝑥 ∈ {0ℎ})
38		isch2 31152	. 2 ⊢ ({0ℎ} ∈ Cℋ ↔ ({0ℎ} ∈ Sℋ ∧ ∀𝑓∀𝑥((𝑓:ℕ⟶{0ℎ} ∧ 𝑓 ⇝𝑣 𝑥) → 𝑥 ∈ {0ℎ})))
39	27, 37, 38	mpbir2an 711	1 ⊢ {0ℎ} ∈ Cℋ

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395  ∀wal 1538   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044   ⊆ wss 3914  {csn 4589   class class class wbr 5107   × cxp 5636  ⟶wf 6507  (class class class)co 7387  ℂcc 11066  ℕcn 12186   ℋchba 30848   +_ℎ cva 30849   ·_ℎ csm 30850  0_ℎc0v 30853   ⇝_𝑣 chli 30856   S_ℋ csh 30857   C_ℋ cch 30858

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 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-pre-sup 11146  ax-addf 11147  ax-mulf 11148  ax-hilex 30928  ax-hfvadd 30929  ax-hvcom 30930  ax-hvass 30931  ax-hv0cl 30932  ax-hvaddid 30933  ax-hfvmul 30934  ax-hvmulid 30935  ax-hvmulass 30936  ax-hvdistr1 30937  ax-hvdistr2 30938  ax-hvmul0 30939  ax-hfi 31008  ax-his1 31011  ax-his2 31012  ax-his3 31013  ax-his4 31014

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 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-map 8801  df-pm 8802  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-sup 9393  df-inf 9394  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-q 12908  df-rp 12952  df-xneg 13072  df-xadd 13073  df-xmul 13074  df-icc 13313  df-seq 13967  df-exp 14027  df-cj 15065  df-re 15066  df-im 15067  df-sqrt 15201  df-abs 15202  df-topgen 17406  df-psmet 21256  df-xmet 21257  df-met 21258  df-bl 21259  df-mopn 21260  df-top 22781  df-topon 22798  df-bases 22833  df-lm 23116  df-haus 23202  df-grpo 30422  df-gid 30423  df-ginv 30424  df-gdiv 30425  df-ablo 30474  df-vc 30488  df-nv 30521  df-va 30524  df-ba 30525  df-sm 30526  df-0v 30527  df-vs 30528  df-nmcv 30529  df-ims 30530  df-hnorm 30897  df-hvsub 30900  df-hlim 30901  df-sh 31136  df-ch 31150

This theorem is referenced by:  h0elch  31184  h1de2ctlem  31484