Theorem hst1h 30490

Description: The norm of a Hilbert-space-valued state equals one iff the state value equals the state value of the lattice unit. (Contributed by NM, 25-Jun-2006.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
hst1h	⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 ↔ (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ)))

Proof of Theorem hst1h

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hstcl 30480	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (𝑆‘𝐴) ∈ ℋ)
2		ax-hvaddid 29267	. . . . 5 ⊢ ((𝑆‘𝐴) ∈ ℋ → ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ) = (𝑆‘𝐴))
3	1, 2	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ) = (𝑆‘𝐴))
4	3	adantr 480	. . 3 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ) = (𝑆‘𝐴))
5		ax-1cn 10860	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℂ
6		choccl 29569	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 ∈ Cℋ → (⊥‘𝐴) ∈ Cℋ )
7		hstcl 30480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ (⊥‘𝐴) ∈ Cℋ ) → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ)
8	6, 7	sylan2 592	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ)
9		normcl 29388	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ → (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) ∈ ℝ)
10	8, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) ∈ ℝ)
11	10	resqcld 13893	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℝ)
12	11	recnd 10934	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℂ)
13		pncan2 11158	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℂ) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2))
14	5, 12, 13	sylancr 586	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2))
15	14	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2))
16		oveq1 7262	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) = (1↑2))
17		sq1 13840	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (1↑2) = 1
18	16, 17	eqtr2di 2796	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → 1 = ((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2))
19	18	oveq1d 7270	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → (1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = (((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)))
20		hstnmoc 30486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = 1)
21	19, 20	sylan9eqr 2801	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → (1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = 1)
22	21	oveq1d 7270	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = (1 − 1))
23	15, 22	eqtr3d 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = (1 − 1))
24		1m1e0 11975	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 − 1) = 0
25	23, 24	eqtrdi 2795	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0)
26	25	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0))
27	10	recnd 10934	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) ∈ ℂ)
28		sqeq0 13768	. . . . . . . . 9 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) ∈ ℂ → (((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0 ↔ (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) = 0))
29	27, 28	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0 ↔ (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) = 0))
30		norm-i 29392	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) = 0 ↔ (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ))
31	8, 30	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) = 0 ↔ (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ))
32	29, 31	bitrd 278	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0 ↔ (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ))
33	26, 32	sylibd 238	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ))
34	33	imp 406	. . . . 5 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ)
35	34	oveq2d 7271	. . . 4 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ (𝑆‘(⊥‘𝐴))) = ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ))
36		hstoc 30485	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ (𝑆‘(⊥‘𝐴))) = (𝑆‘ ℋ))
37	36	adantr 480	. . . 4 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ (𝑆‘(⊥‘𝐴))) = (𝑆‘ ℋ))
38	35, 37	eqtr3d 2780	. . 3 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ) = (𝑆‘ ℋ))
39	4, 38	eqtr3d 2780	. 2 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ))
40		fveq2 6756	. . 3 ⊢ ((𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ) → (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)))
41		hst1a 30481	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ CHStates → (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)) = 1)
42	41	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)) = 1)
43	40, 42	sylan9eqr 2801	. 2 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ)) → (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1)
44	39, 43	impbida 797	1 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 ↔ (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  ℂcc 10800  ℝcr 10801  0cc0 10802  1c1 10803   + caddc 10805   − cmin 11135  2c2 11958  ↑cexp 13710   ℋchba 29182   +_ℎ cva 29183  norm_ℎcno 29186  0_ℎc0v 29187   C_ℋ cch 29192  ⊥cort 29193  CHStateschst 29226

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-inf2 9329  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880  ax-addf 10881  ax-mulf 10882  ax-hilex 29262  ax-hfvadd 29263  ax-hvcom 29264  ax-hvass 29265  ax-hv0cl 29266  ax-hvaddid 29267  ax-hfvmul 29268  ax-hvmulid 29269  ax-hvmulass 29270  ax-hvdistr1 29271  ax-hvdistr2 29272  ax-hvmul0 29273  ax-hfi 29342  ax-his1 29345  ax-his2 29346  ax-his3 29347  ax-his4 29348  ax-hcompl 29465

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-ixp 8644  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-fi 9100  df-sup 9131  df-inf 9132  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-q 12618  df-rp 12660  df-xneg 12777  df-xadd 12778  df-xmul 12779  df-ioo 13012  df-icc 13015  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-seq 13650  df-exp 13711  df-hash 13973  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-clim 15125  df-sum 15326  df-struct 16776  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-starv 16903  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-unif 16911  df-hom 16912  df-cco 16913  df-rest 17050  df-topn 17051  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-topgen 17071  df-pt 17072  df-prds 17075  df-xrs 17130  df-qtop 17135  df-imas 17136  df-xps 17138  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-submnd 18346  df-mulg 18616  df-cntz 18838  df-cmn 19303  df-psmet 20502  df-xmet 20503  df-met 20504  df-bl 20505  df-mopn 20506  df-cnfld 20511  df-top 21951  df-topon 21968  df-topsp 21990  df-bases 22004  df-cn 22286  df-cnp 22287  df-lm 22288  df-haus 22374  df-tx 22621  df-hmeo 22814  df-xms 23381  df-ms 23382  df-tms 23383  df-cau 24325  df-grpo 28756  df-gid 28757  df-ginv 28758  df-gdiv 28759  df-ablo 28808  df-vc 28822  df-nv 28855  df-va 28858  df-ba 28859  df-sm 28860  df-0v 28861  df-vs 28862  df-nmcv 28863  df-ims 28864  df-dip 28964  df-hnorm 29231  df-hvsub 29234  df-hlim 29235  df-hcau 29236  df-sh 29470  df-ch 29484  df-oc 29515  df-ch0 29516  df-chj 29573  df-hst 30475

This theorem is referenced by: (None)