Theorem ipeq0 20474

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 2772	. . . . . 6 ⊢ (*𝑟‘𝐹) = (*𝑟‘𝐹)
6		ip0l.z	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (0g‘𝐹)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	isphl 20464	. . . . 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 1127	. . . 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 1117	. . . . 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 3104	. . . 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 6979	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑥 = 𝐴) → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
13	12	anidms 559	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
14	13	eqeq1d 2774	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 ↔ (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
15		eqeq1 2776	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 = 0 ↔ 𝐴 = 0 ))
16	14, 15	imbi12d 337	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ↔ ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 )))
17	16	rspccva 3528	. . 3 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
18	11, 17	sylan 572	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
19	2, 3, 1, 6, 4	ip0l 20472	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ( 0 , 𝐴) = 𝑍)
20		oveq1 6977	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = ( 0 , 𝐴))
21	20	eqeq1d 2774	. . 3 ⊢ (𝐴 = 0 → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ ( 0 , 𝐴) = 𝑍))
22	19, 21	syl5ibrcom 239	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
23	18, 22	impbid 204	1 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ 𝐴 = 0 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   ∧ w3a 1068   = wceq 1507   ∈ wcel 2048  ∀wral 3082   ↦ cmpt 5002  ‘cfv 6182  (class class class)co 6970  Basecbs 16329  *_𝑟cstv 16413  Scalarcsca 16414  ·_𝑖cip 16416  0_gc0g 16559  *-Ringcsr 19327   LMHom clmhm 19503  LVecclvec 19586  ringLModcrglmod 19653  PreHilcphl 20460

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1964  ax-8 2050  ax-9 2057  ax-10 2077  ax-11 2091  ax-12 2104  ax-13 2299  ax-ext 2745  ax-rep 5043  ax-sep 5054  ax-nul 5061  ax-pow 5113  ax-pr 5180  ax-un 7273  ax-cnex 10383  ax-resscn 10384  ax-1cn 10385  ax-icn 10386  ax-addcl 10387  ax-addrcl 10388  ax-mulcl 10389  ax-mulrcl 10390  ax-mulcom 10391  ax-addass 10392  ax-mulass 10393  ax-distr 10394  ax-i2m1 10395  ax-1ne0 10396  ax-1rid 10397  ax-rnegex 10398  ax-rrecex 10399  ax-cnre 10400  ax-pre-lttri 10401  ax-pre-lttrn 10402  ax-pre-ltadd 10403  ax-pre-mulgt0 10404

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2014  df-mo 2544  df-eu 2580  df-clab 2754  df-cleq 2765  df-clel 2840  df-nfc 2912  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3087  df-rex 3088  df-reu 3089  df-rmo 3090  df-rab 3091  df-v 3411  df-sbc 3678  df-csb 3783  df-dif 3828  df-un 3830  df-in 3832  df-ss 3839  df-pss 3841  df-nul 4174  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-tp 4440  df-op 4442  df-uni 4707  df-iun 4788  df-br 4924  df-opab 4986  df-mpt 5003  df-tr 5025  df-id 5305  df-eprel 5310  df-po 5319  df-so 5320  df-fr 5359  df-we 5361  df-xp 5406  df-rel 5407  df-cnv 5408  df-co 5409  df-dm 5410  df-rn 5411  df-res 5412  df-ima 5413  df-pred 5980  df-ord 6026  df-on 6027  df-lim 6028  df-suc 6029  df-iota 6146  df-fun 6184  df-fn 6185  df-f 6186  df-f1 6187  df-fo 6188  df-f1o 6189  df-fv 6190  df-riota 6931  df-ov 6973  df-oprab 6974  df-mpo 6975  df-om 7391  df-wrecs 7743  df-recs 7805  df-rdg 7843  df-er 8081  df-en 8299  df-dom 8300  df-sdom 8301  df-pnf 10468  df-mnf 10469  df-xr 10470  df-ltxr 10471  df-le 10472  df-sub 10664  df-neg 10665  df-nn 11432  df-2 11496  df-3 11497  df-4 11498  df-5 11499  df-6 11500  df-7 11501  df-8 11502  df-ndx 16332  df-slot 16333  df-base 16335  df-sets 16336  df-plusg 16424  df-sca 16427  df-vsca 16428  df-ip 16429  df-0g 16561  df-mgm 17700  df-sgrp 17742  df-mnd 17753  df-grp 17884  df-ghm 18117  df-lmod 19348  df-lmhm 19506  df-lvec 19587  df-sra 19656  df-rgmod 19657  df-phl 20462

This theorem is referenced by:  ip2eq  20489  phlssphl  20495  ocvin  20510  lsmcss  20528  obsne0  20561  cphipeq0  23501  ipcau2  23530  tcphcph  23533