Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  imasip Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem imasip 16785
 Description: The inner product of an image structure. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
imasbas.u (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
imasbas.v (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
imasbas.f (𝜑𝐹:𝑉onto𝐵)
imasbas.r (𝜑𝑅𝑍)
imasip.i , = (·𝑖𝑅)
imasip.w 𝐼 = (·𝑖𝑈)
Assertion
Ref Expression
imasip (𝜑𝐼 = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
Distinct variable groups:   𝑞,𝑝,𝐹   𝑅,𝑝,𝑞   𝜑,𝑝,𝑞   𝑉,𝑝,𝑞
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑞,𝑝)   𝑈(𝑞,𝑝)   , (𝑞,𝑝)   𝐼(𝑞,𝑝)   𝑍(𝑞,𝑝)

Proof of Theorem imasip
Dummy variables 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasbas.u . . 3 (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
2 imasbas.v . . 3 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
3 eqid 2822 . . 3 (+g𝑅) = (+g𝑅)
4 eqid 2822 . . 3 (.r𝑅) = (.r𝑅)
5 eqid 2822 . . 3 (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑅)
6 eqid 2822 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑅)) = (Base‘(Scalar‘𝑅))
7 eqid 2822 . . 3 ( ·𝑠𝑅) = ( ·𝑠𝑅)
8 imasip.i . . 3 , = (·𝑖𝑅)
9 eqid 2822 . . 3 (TopOpen‘𝑅) = (TopOpen‘𝑅)
10 eqid 2822 . . 3 (dist‘𝑅) = (dist‘𝑅)
11 eqid 2822 . . 3 (le‘𝑅) = (le‘𝑅)
12 imasbas.f . . . 4 (𝜑𝐹:𝑉onto𝐵)
13 imasbas.r . . . 4 (𝜑𝑅𝑍)
14 eqid 2822 . . . 4 (+g𝑈) = (+g𝑈)
151, 2, 12, 13, 3, 14imasplusg 16781 . . 3 (𝜑 → (+g𝑈) = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝐹‘(𝑝(+g𝑅)𝑞))⟩})
16 eqid 2822 . . . 4 (.r𝑈) = (.r𝑈)
171, 2, 12, 13, 4, 16imasmulr 16782 . . 3 (𝜑 → (.r𝑈) = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝐹‘(𝑝(.r𝑅)𝑞))⟩})
18 eqid 2822 . . . 4 ( ·𝑠𝑈) = ( ·𝑠𝑈)
191, 2, 12, 13, 5, 6, 7, 18imasvsca 16784 . . 3 (𝜑 → ( ·𝑠𝑈) = 𝑞𝑉 (𝑝 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)), 𝑥 ∈ {(𝐹𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝( ·𝑠𝑅)𝑞))))
20 eqidd 2823 . . 3 (𝜑 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
21 eqidd 2823 . . 3 (𝜑 → ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹) = ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹))
22 eqid 2822 . . . 4 (dist‘𝑈) = (dist‘𝑈)
231, 2, 12, 13, 10, 22imasds 16777 . . 3 (𝜑 → (dist‘𝑈) = (𝑥𝐵, 𝑦𝐵 ↦ inf( 𝑢 ∈ ℕ ran (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ ((𝑉 × 𝑉) ↑m (1...𝑢)) ∣ ((𝐹‘(1st ‘(𝑤‘1))) = 𝑥 ∧ (𝐹‘(2nd ‘(𝑤𝑢))) = 𝑦 ∧ ∀𝑣 ∈ (1...(𝑢 − 1))(𝐹‘(2nd ‘(𝑤𝑣))) = (𝐹‘(1st ‘(𝑤‘(𝑣 + 1)))))} ↦ (ℝ*𝑠 Σg ((dist‘𝑅) ∘ 𝑧))), ℝ*, < )))
24 eqidd 2823 . . 3 (𝜑 → ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹) = ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹))
251, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 15, 17, 19, 20, 21, 23, 24, 12, 13imasval 16775 . 2 (𝜑𝑈 = (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}))
26 eqid 2822 . . 3 (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}) = (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
2726imasvalstr 16716 . 2 (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}) Struct ⟨1, 12⟩
28 ipid 16633 . 2 ·𝑖 = Slot (·𝑖‘ndx)
29 snsstp3 4724 . . . 4 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}
30 ssun2 4124 . . . 4 {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩})
3129, 30sstri 3951 . . 3 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩})
32 ssun1 4123 . . 3 ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ⊆ (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
3331, 32sstri 3951 . 2 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
34 fvex 6665 . . . 4 (Base‘𝑅) ∈ V
352, 34eqeltrdi 2922 . . 3 (𝜑𝑉 ∈ V)
36 snex 5309 . . . . . 6 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V
3736rgenw 3142 . . . . 5 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V
38 iunexg 7650 . . . . 5 ((𝑉 ∈ V ∧ ∀𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V) → 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
3935, 37, 38sylancl 589 . . . 4 (𝜑 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
4039ralrimivw 3175 . . 3 (𝜑 → ∀𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
41 iunexg 7650 . . 3 ((𝑉 ∈ V ∧ ∀𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V) → 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
4235, 40, 41syl2anc 587 . 2 (𝜑 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
43 imasip.w . 2 𝐼 = (·𝑖𝑈)
4425, 27, 28, 33, 42, 43strfv3 16523 1 (𝜑𝐼 = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1538   ∈ wcel 2114  ∀wral 3130  Vcvv 3469   ∪ cun 3906  {csn 4539  {ctp 4543  ⟨cop 4545  ∪ ciun 4894  ◡ccnv 5531   ∘ ccom 5536  –onto→wfo 6332  ‘cfv 6334  (class class class)co 7140  1c1 10527  2c2 11680  ;cdc 12086  ndxcnx 16471  Basecbs 16474  +gcplusg 16556  .rcmulr 16557  Scalarcsca 16559   ·𝑠 cvsca 16560  ·𝑖cip 16561  TopSetcts 16562  lecple 16563  distcds 16565  TopOpenctopn 16686   qTop cqtop 16767   “s cimas 16768 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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-inf 8895  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-fz 12886  df-struct 16476  df-ndx 16477  df-slot 16478  df-base 16480  df-plusg 16569  df-mulr 16570  df-sca 16572  df-vsca 16573  df-ip 16574  df-tset 16575  df-ple 16576  df-ds 16578  df-imas 16772 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator