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

Theorem ip2eq 20770
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 , = (·𝑖𝑊)
ip2eq.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
ip2eq ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥, ,   𝑥,𝑉   𝑥,𝑊

Proof of Theorem ip2eq
StepHypRef Expression
1 oveq2 7139 . . 3 (𝐴 = 𝐵 → (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵))
21ralrimivw 3170 . 2 (𝐴 = 𝐵 → ∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵))
3 phllmod 20747 . . . . 5 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
4 ip2eq.v . . . . . 6 𝑉 = (Base‘𝑊)
5 eqid 2820 . . . . . 6 (-g𝑊) = (-g𝑊)
64, 5lmodvsubcl 19652 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉)
73, 6syl3an1 1159 . . . 4 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉)
8 oveq1 7138 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐴(-g𝑊)𝐵) → (𝑥 , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴))
9 oveq1 7138 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐴(-g𝑊)𝐵) → (𝑥 , 𝐵) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵))
108, 9eqeq12d 2836 . . . . 5 (𝑥 = (𝐴(-g𝑊)𝐵) → ((𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵) ↔ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
1110rspcv 3597 . . . 4 ((𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉 → (∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
127, 11syl 17 . . 3 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
13 simp1 1132 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → 𝑊 ∈ PreHil)
14 simp2 1133 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → 𝐴𝑉)
15 simp3 1134 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → 𝐵𝑉)
16 eqid 2820 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
17 ip2eq.h . . . . . . . 8 , = (·𝑖𝑊)
18 eqid 2820 . . . . . . . 8 (-g‘(Scalar‘𝑊)) = (-g‘(Scalar‘𝑊))
1916, 17, 4, 5, 18ipsubdi 20760 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉𝐴𝑉𝐵𝑉)) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , (𝐴(-g𝑊)𝐵)) = (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
2013, 7, 14, 15, 19syl13anc 1368 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , (𝐴(-g𝑊)𝐵)) = (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
2120eqeq1d 2822 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , (𝐴(-g𝑊)𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊))))
22 eqid 2820 . . . . . . 7 (0g‘(Scalar‘𝑊)) = (0g‘(Scalar‘𝑊))
23 eqid 2820 . . . . . . 7 (0g𝑊) = (0g𝑊)
2416, 17, 4, 22, 23ipeq0 20755 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉) → (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , (𝐴(-g𝑊)𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ (𝐴(-g𝑊)𝐵) = (0g𝑊)))
2513, 7, 24syl2anc 586 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , (𝐴(-g𝑊)𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ (𝐴(-g𝑊)𝐵) = (0g𝑊)))
2621, 25bitr3d 283 . . . 4 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ (𝐴(-g𝑊)𝐵) = (0g𝑊)))
2733ad2ant1 1129 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → 𝑊 ∈ LMod)
2816lmodfgrp 19616 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LMod → (Scalar‘𝑊) ∈ Grp)
2927, 28syl 17 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (Scalar‘𝑊) ∈ Grp)
30 eqid 2820 . . . . . . 7 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
3116, 17, 4, 30ipcl 20750 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉𝐴𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
3213, 7, 14, 31syl3anc 1367 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
3316, 17, 4, 30ipcl 20750 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴(-g𝑊)𝐵) ∈ 𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
3413, 7, 15, 33syl3anc 1367 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
3530, 22, 18grpsubeq0 18161 . . . . 5 (((Scalar‘𝑊) ∈ Grp ∧ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))) → ((((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
3629, 32, 34, 35syl3anc 1367 . . . 4 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴)(-g‘(Scalar‘𝑊))((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)) = (0g‘(Scalar‘𝑊)) ↔ ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵)))
37 lmodgrp 19614 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
383, 37syl 17 . . . . 5 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ Grp)
394, 23, 5grpsubeq0 18161 . . . . 5 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) = (0g𝑊) ↔ 𝐴 = 𝐵))
4038, 39syl3an1 1159 . . . 4 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → ((𝐴(-g𝑊)𝐵) = (0g𝑊) ↔ 𝐴 = 𝐵))
4126, 36, 403bitr3d 311 . . 3 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐴) = ((𝐴(-g𝑊)𝐵) , 𝐵) ↔ 𝐴 = 𝐵))
4212, 41sylibd 241 . 2 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵) → 𝐴 = 𝐵))
432, 42impbid2 228 1 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐵𝑉) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑥𝑉 (𝑥 , 𝐴) = (𝑥 , 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wral 3125  cfv 6329  (class class class)co 7131  Basecbs 16459  Scalarcsca 16544  ·𝑖cip 16546  0gc0g 16689  Grpcgrp 18079  -gcsg 18081  LModclmod 19607  PreHilcphl 20741
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5164  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pow 5240  ax-pr 5304  ax-un 7437  ax-cnex 10569  ax-resscn 10570  ax-1cn 10571  ax-icn 10572  ax-addcl 10573  ax-addrcl 10574  ax-mulcl 10575  ax-mulrcl 10576  ax-mulcom 10577  ax-addass 10578  ax-mulass 10579  ax-distr 10580  ax-i2m1 10581  ax-1ne0 10582  ax-1rid 10583  ax-rnegex 10584  ax-rrecex 10585  ax-cnre 10586  ax-pre-lttri 10587  ax-pre-lttrn 10588  ax-pre-ltadd 10589  ax-pre-mulgt0 10590
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3752  df-csb 3860  df-dif 3915  df-un 3917  df-in 3919  df-ss 3928  df-pss 3930  df-nul 4268  df-if 4442  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4813  df-iun 4895  df-br 5041  df-opab 5103  df-mpt 5121  df-tr 5147  df-id 5434  df-eprel 5439  df-po 5448  df-so 5449  df-fr 5488  df-we 5490  df-xp 5535  df-rel 5536  df-cnv 5537  df-co 5538  df-dm 5539  df-rn 5540  df-res 5541  df-ima 5542  df-pred 6122  df-ord 6168  df-on 6169  df-lim 6170  df-suc 6171  df-iota 6288  df-fun 6331  df-fn 6332  df-f 6333  df-f1 6334  df-fo 6335  df-f1o 6336  df-fv 6337  df-riota 7089  df-ov 7134  df-oprab 7135  df-mpo 7136  df-om 7557  df-1st 7665  df-2nd 7666  df-tpos 7868  df-wrecs 7923  df-recs 7984  df-rdg 8022  df-er 8265  df-map 8384  df-en 8486  df-dom 8487  df-sdom 8488  df-pnf 10653  df-mnf 10654  df-xr 10655  df-ltxr 10656  df-le 10657  df-sub 10848  df-neg 10849  df-nn 11615  df-2 11677  df-3 11678  df-4 11679  df-5 11680  df-6 11681  df-7 11682  df-8 11683  df-ndx 16462  df-slot 16463  df-base 16465  df-sets 16466  df-plusg 16554  df-mulr 16555  df-sca 16557  df-vsca 16558  df-ip 16559  df-0g 16691  df-mgm 17828  df-sgrp 17877  df-mnd 17888  df-mhm 17932  df-grp 18082  df-minusg 18083  df-sbg 18084  df-ghm 18332  df-mgp 19216  df-ur 19228  df-ring 19275  df-oppr 19349  df-rnghom 19443  df-staf 19589  df-srng 19590  df-lmod 19609  df-lmhm 19767  df-lvec 19848  df-sra 19917  df-rgmod 19918  df-phl 20743
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator