Theorem ipeq0 20600

Description: The inner product of a vector with itself is zero iff the vector is zero. Part of Definition 3.1-1 of [Kreyszig] p. 129. (Contributed by NM, 24-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
phlsrng.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
phllmhm.h	⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
phllmhm.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
ip0l.z	⊢ 𝑍 = (0g‘𝐹)
ip0l.o	⊢ 0 = (0g‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
ipeq0	⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ 𝐴 = 0 ))

Proof of Theorem ipeq0

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		phllmhm.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
2		phlsrng.f	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
3		phllmhm.h	. . . . . 6 ⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
4		ip0l.o	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝑊)
5		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (*𝑟‘𝐹) = (*𝑟‘𝐹)
6		ip0l.z	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (0g‘𝐹)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	isphl 20590	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil ↔ (𝑊 ∈ LVec ∧ 𝐹 ∈ *-Ring ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (𝑦 , 𝑥)) ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐹)) ∧ ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ((*𝑟‘𝐹)‘(𝑥 , 𝑦)) = (𝑦 , 𝑥))))
8	7	simp3bi 1149	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (𝑦 , 𝑥)) ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐹)) ∧ ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ((*𝑟‘𝐹)‘(𝑥 , 𝑦)) = (𝑦 , 𝑥)))
9		simp2 1139	. . . . 5 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (𝑦 , 𝑥)) ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐹)) ∧ ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ((*𝑟‘𝐹)‘(𝑥 , 𝑦)) = (𝑦 , 𝑥)) → ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ))
10	9	ralimi 3083	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (𝑦 , 𝑥)) ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐹)) ∧ ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ((*𝑟‘𝐹)‘(𝑥 , 𝑦)) = (𝑦 , 𝑥)) → ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ))
11	8, 10	syl 17	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → ∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ))
12		oveq12 7222	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑥 = 𝐴) → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
13	12	anidms 570	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
14	13	eqeq1d 2739	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 ↔ (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
15		eqeq1 2741	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 = 0 ↔ 𝐴 = 0 ))
16	14, 15	imbi12d 348	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ↔ ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 )))
17	16	rspccva 3536	. . 3 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
18	11, 17	sylan 583	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
19	2, 3, 1, 6, 4	ip0l 20598	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ( 0 , 𝐴) = 𝑍)
20		oveq1 7220	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = ( 0 , 𝐴))
21	20	eqeq1d 2739	. . 3 ⊢ (𝐴 = 0 → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ ( 0 , 𝐴) = 𝑍))
22	19, 21	syl5ibrcom 250	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
23	18, 22	impbid 215	1 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ 𝐴 = 0 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1089   = wceq 1543   ∈ wcel 2110  ∀wral 3061   ↦ cmpt 5135  ‘cfv 6380  (class class class)co 7213  Basecbs 16760  *_𝑟cstv 16804  Scalarcsca 16805  ·_𝑖cip 16807  0_gc0g 16944  *-Ringcsr 19880   LMHom clmhm 20056  LVecclvec 20139  ringLModcrglmod 20206  PreHilcphl 20586

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-rep 5179  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-om 7645  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-er 8391  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-nn 11831  df-2 11893  df-3 11894  df-4 11895  df-5 11896  df-6 11897  df-7 11898  df-8 11899  df-sets 16717  df-slot 16735  df-ndx 16745  df-base 16761  df-plusg 16815  df-sca 16818  df-vsca 16819  df-ip 16820  df-0g 16946  df-mgm 18114  df-sgrp 18163  df-mnd 18174  df-grp 18368  df-ghm 18620  df-lmod 19901  df-lmhm 20059  df-lvec 20140  df-sra 20209  df-rgmod 20210  df-phl 20588

This theorem is referenced by:  ip2eq  20615  phlssphl  20621  ocvin  20636  lsmcss  20654  obsne0  20687  cphipeq0  24101  ipcau2  24131  tcphcph  24134