Theorem hst1h 32298

Description: The norm of a Hilbert-space-valued state equals one iff the state value equals the state value of the lattice one. (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 32288	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (𝑆‘𝐴) ∈ ℋ)
2		ax-hvaddid 31075	. . . . 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 11096	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℂ
6		choccl 31377	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 ∈ Cℋ → (⊥‘𝐴) ∈ Cℋ )
7		hstcl 32288	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ (⊥‘𝐴) ∈ Cℋ ) → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ)
8	6, 7	sylan2 594	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (𝑆‘(⊥‘𝐴)) ∈ ℋ)
9		normcl 31196	. . . . . . . . . . . . . . 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 14087	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℝ)
12	11	recnd 11173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℂ)
13		pncan2 11400	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) ∈ ℂ) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2))
14	5, 12, 13	sylancr 588	. . . . . . . . . . 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 7374	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) = (1↑2))
17		sq1 14157	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (1↑2) = 1
18	16, 17	eqtr2di 2788	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → 1 = ((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2))
19	18	oveq1d 7382	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 → (1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = (((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)))
20		hstnmoc 32294	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (((normℎ‘(𝑆‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = 1)
21	19, 20	sylan9eqr 2793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → (1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) = 1)
22	21	oveq1d 7382	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((1 + ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2)) − 1) = (1 − 1))
23	15, 22	eqtr3d 2773	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = (1 − 1))
24		1m1e0 12253	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 − 1) = 0
25	23, 24	eqtrdi 2787	. . . . . . . 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 11173	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴))) ∈ ℂ)
28		sqeq0 14082	. . . . . . . . 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 31200	. . . . . . . . 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 279	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (((normℎ‘(𝑆‘(⊥‘𝐴)))↑2) = 0 ↔ (𝑆‘(⊥‘𝐴)) = 0ℎ))
33	26, 32	sylibd 239	. . . . . 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 7383	. . . 4 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ (𝑆‘(⊥‘𝐴))) = ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ))
36		hstoc 32293	. . . . 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 2773	. . 3 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → ((𝑆‘𝐴) +ℎ 0ℎ) = (𝑆‘ ℋ))
39	4, 38	eqtr3d 2773	. 2 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1) → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ))
40		fveq2 6840	. . 3 ⊢ ((𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ) → (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)))
41		hst1a 32289	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ CHStates → (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)) = 1)
42	41	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → (normℎ‘(𝑆‘ ℋ)) = 1)
43	40, 42	sylan9eqr 2793	. 2 ⊢ (((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) ∧ (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ)) → (normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1)
44	39, 43	impbida 801	1 ⊢ ((𝑆 ∈ CHStates ∧ 𝐴 ∈ Cℋ ) → ((normℎ‘(𝑆‘𝐴)) = 1 ↔ (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘ ℋ)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367  ℂcc 11036  ℝcr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   − cmin 11377  2c2 12236  ↑cexp 14023   ℋchba 30990   +_ℎ cva 30991  norm_ℎcno 30994  0_ℎc0v 30995   C_ℋ cch 31000  ⊥cort 31001  CHStateschst 31034

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117  ax-mulf 11118  ax-hilex 31070  ax-hfvadd 31071  ax-hvcom 31072  ax-hvass 31073  ax-hv0cl 31074  ax-hvaddid 31075  ax-hfvmul 31076  ax-hvmulid 31077  ax-hvmulass 31078  ax-hvdistr1 31079  ax-hvdistr2 31080  ax-hvmul0 31081  ax-hfi 31150  ax-his1 31153  ax-his2 31154  ax-his3 31155  ax-his4 31156  ax-hcompl 31273

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-iin 4936  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-isom 6507  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-er 8643  df-map 8775  df-pm 8776  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-fi 9324  df-sup 9355  df-inf 9356  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-q 12899  df-rp 12943  df-xneg 13063  df-xadd 13064  df-xmul 13065  df-ioo 13302  df-icc 13305  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-seq 13964  df-exp 14024  df-hash 14293  df-cj 15061  df-re 15062  df-im 15063  df-sqrt 15197  df-abs 15198  df-clim 15450  df-sum 15649  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-starv 17235  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-unif 17243  df-hom 17244  df-cco 17245  df-rest 17385  df-topn 17386  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-topgen 17406  df-pt 17407  df-prds 17410  df-xrs 17466  df-qtop 17471  df-imas 17472  df-xps 17474  df-mre 17548  df-mrc 17549  df-acs 17551  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-submnd 18752  df-mulg 19044  df-cntz 19292  df-cmn 19757  df-psmet 21344  df-xmet 21345  df-met 21346  df-bl 21347  df-mopn 21348  df-cnfld 21353  df-top 22859  df-topon 22876  df-topsp 22898  df-bases 22911  df-cn 23192  df-cnp 23193  df-lm 23194  df-haus 23280  df-tx 23527  df-hmeo 23720  df-xms 24285  df-ms 24286  df-tms 24287  df-cau 25223  df-grpo 30564  df-gid 30565  df-ginv 30566  df-gdiv 30567  df-ablo 30616  df-vc 30630  df-nv 30663  df-va 30666  df-ba 30667  df-sm 30668  df-0v 30669  df-vs 30670  df-nmcv 30671  df-ims 30672  df-dip 30772  df-hnorm 31039  df-hvsub 31042  df-hlim 31043  df-hcau 31044  df-sh 31278  df-ch 31292  df-oc 31323  df-ch0 31324  df-chj 31381  df-hst 32283

This theorem is referenced by: (None)