MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ip2eq Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ip2eq 21206
Description: Two vectors are equal iff their inner products with all other vectors are equal. (Contributed by NM, 24-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ip2eq.h , = (Β·π‘–β€˜π‘Š)
ip2eq.v 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
Assertion
Ref Expression
ip2eq ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (𝐴 = 𝐡 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡)))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝐴   π‘₯,𝐡   π‘₯, ,   π‘₯,𝑉   π‘₯,π‘Š

Proof of Theorem ip2eq
StepHypRef Expression
1 oveq2 7417 . . 3 (𝐴 = 𝐡 β†’ (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡))
21ralrimivw 3151 . 2 (𝐴 = 𝐡 β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡))
3 phllmod 21183 . . . . 5 (π‘Š ∈ PreHil β†’ π‘Š ∈ LMod)
4 ip2eq.v . . . . . 6 𝑉 = (Baseβ€˜π‘Š)
5 eqid 2733 . . . . . 6 (-gβ€˜π‘Š) = (-gβ€˜π‘Š)
64, 5lmodvsubcl 20517 . . . . 5 ((π‘Š ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉)
73, 6syl3an1 1164 . . . 4 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉)
8 oveq1 7416 . . . . . 6 (π‘₯ = (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) β†’ (π‘₯ , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴))
9 oveq1 7416 . . . . . 6 (π‘₯ = (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) β†’ (π‘₯ , 𝐡) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡))
108, 9eqeq12d 2749 . . . . 5 (π‘₯ = (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) β†’ ((π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡) ↔ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
1110rspcv 3609 . . . 4 ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
127, 11syl 17 . . 3 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
13 simp1 1137 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ π‘Š ∈ PreHil)
14 simp2 1138 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ 𝐴 ∈ 𝑉)
15 simp3 1139 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ 𝐡 ∈ 𝑉)
16 eqid 2733 . . . . . . . 8 (Scalarβ€˜π‘Š) = (Scalarβ€˜π‘Š)
17 ip2eq.h . . . . . . . 8 , = (Β·π‘–β€˜π‘Š)
18 eqid 2733 . . . . . . . 8 (-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
1916, 17, 4, 5, 18ipsubdi 21196 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉)) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡)) = (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
2013, 7, 14, 15, 19syl13anc 1373 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡)) = (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
2120eqeq1d 2735 . . . . 5 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))))
22 eqid 2733 . . . . . . 7 (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
23 eqid 2733 . . . . . . 7 (0gβ€˜π‘Š) = (0gβ€˜π‘Š)
2416, 17, 4, 22, 23ipeq0 21191 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉) β†’ (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) = (0gβ€˜π‘Š)))
2513, 7, 24syl2anc 585 . . . . 5 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) = (0gβ€˜π‘Š)))
2621, 25bitr3d 281 . . . 4 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) = (0gβ€˜π‘Š)))
2733ad2ant1 1134 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ π‘Š ∈ LMod)
2816lmodfgrp 20480 . . . . . 6 (π‘Š ∈ LMod β†’ (Scalarβ€˜π‘Š) ∈ Grp)
2927, 28syl 17 . . . . 5 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (Scalarβ€˜π‘Š) ∈ Grp)
30 eqid 2733 . . . . . . 7 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))
3116, 17, 4, 30ipcl 21186 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3213, 7, 14, 31syl3anc 1372 . . . . 5 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3316, 17, 4, 30ipcl 21186 . . . . . 6 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ (𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3413, 7, 15, 33syl3anc 1372 . . . . 5 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)))
3530, 22, 18grpsubeq0 18909 . . . . 5 (((Scalarβ€˜π‘Š) ∈ Grp ∧ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ∧ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))) β†’ ((((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
3629, 32, 34, 35syl3anc 1372 . . . 4 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴)(-gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š))((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)) = (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘Š)) ↔ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡)))
37 lmodgrp 20478 . . . . . 6 (π‘Š ∈ LMod β†’ π‘Š ∈ Grp)
383, 37syl 17 . . . . 5 (π‘Š ∈ PreHil β†’ π‘Š ∈ Grp)
394, 23, 5grpsubeq0 18909 . . . . 5 ((π‘Š ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) = (0gβ€˜π‘Š) ↔ 𝐴 = 𝐡))
4038, 39syl3an1 1164 . . . 4 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) = (0gβ€˜π‘Š) ↔ 𝐴 = 𝐡))
4126, 36, 403bitr3d 309 . . 3 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐴) = ((𝐴(-gβ€˜π‘Š)𝐡) , 𝐡) ↔ 𝐴 = 𝐡))
4212, 41sylibd 238 . 2 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡) β†’ 𝐴 = 𝐡))
432, 42impbid2 225 1 ((π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐡 ∈ 𝑉) β†’ (𝐴 = 𝐡 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑉 (π‘₯ , 𝐴) = (π‘₯ , 𝐡)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  Basecbs 17144  Scalarcsca 17200  Β·π‘–cip 17202  0gc0g 17385  Grpcgrp 18819  -gcsg 18821  LModclmod 20471  PreHilcphl 21177
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-tpos 8211  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-0g 17387  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-mhm 18671  df-grp 18822  df-minusg 18823  df-sbg 18824  df-ghm 19090  df-mgp 19988  df-ur 20005  df-ring 20058  df-oppr 20150  df-rnghom 20251  df-staf 20453  df-srng 20454  df-lmod 20473  df-lmhm 20633  df-lvec 20714  df-sra 20785  df-rgmod 20786  df-phl 21179
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator