Theorem ipeq0 20843

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 2738	. . . . . 6 ⊢ (*𝑟‘𝐹) = (*𝑟‘𝐹)
6		ip0l.z	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (0g‘𝐹)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	isphl 20833	. . . . 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 1146	. . . 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 1136	. . . . 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 3087	. . . 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 7284	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑥 = 𝐴) → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
13	12	anidms 567	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 , 𝑥) = (𝐴 , 𝐴))
14	13	eqeq1d 2740	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 ↔ (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
15		eqeq1 2742	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 = 0 ↔ 𝐴 = 0 ))
16	14, 15	imbi12d 345	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ↔ ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 )))
17	16	rspccva 3560	. . 3 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑉 ((𝑥 , 𝑥) = 𝑍 → 𝑥 = 0 ) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
18	11, 17	sylan 580	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 → 𝐴 = 0 ))
19	2, 3, 1, 6, 4	ip0l 20841	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ( 0 , 𝐴) = 𝑍)
20		oveq1 7282	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = ( 0 , 𝐴))
21	20	eqeq1d 2740	. . 3 ⊢ (𝐴 = 0 → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ ( 0 , 𝐴) = 𝑍))
22	19, 21	syl5ibrcom 246	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 = 0 → (𝐴 , 𝐴) = 𝑍))
23	18, 22	impbid 211	1 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝐴 , 𝐴) = 𝑍 ↔ 𝐴 = 0 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064   ↦ cmpt 5157  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  Basecbs 16912  *_𝑟cstv 16964  Scalarcsca 16965  ·_𝑖cip 16967  0_gc0g 17150  *-Ringcsr 20104   LMHom clmhm 20281  LVecclvec 20364  ringLModcrglmod 20431  PreHilcphl 20829

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-plusg 16975  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-0g 17152  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-grp 18580  df-ghm 18832  df-lmod 20125  df-lmhm 20284  df-lvec 20365  df-sra 20434  df-rgmod 20435  df-phl 20831

This theorem is referenced by:  ip2eq  20858  phlssphl  20864  ocvin  20879  lsmcss  20897  obsne0  20932  cphipeq0  24368  ipcau2  24398  tcphcph  24401