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

Theorem isncvsngp 25101
Description: A normed subcomplex vector space is a subcomplex vector space which is a normed group with a positively homogeneous norm. (Contributed by NM, 5-Jun-2008.) (Revised by AV, 7-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
isncvsngp.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
isncvsngp.n 𝑁 = (norm‘𝑊)
isncvsngp.s · = ( ·𝑠𝑊)
isncvsngp.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
isncvsngp.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
Assertion
Ref Expression
isncvsngp (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝐾,𝑥   𝑘,𝑁,𝑥   𝑘,𝑉,𝑥   𝑘,𝑊,𝑥   · ,𝑘,𝑥

Proof of Theorem isncvsngp
StepHypRef Expression
1 isnvc 24634 . . . . . 6 (𝑊 ∈ NrmVec ↔ (𝑊 ∈ NrmMod ∧ 𝑊 ∈ LVec))
21biancomi 462 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmVec ↔ (𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑊 ∈ NrmMod))
32a1i 11 . . . 4 (𝑊 ∈ ℂVec → (𝑊 ∈ NrmVec ↔ (𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑊 ∈ NrmMod)))
4 id 22 . . . . . 6 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ ℂVec)
54cvslvec 25076 . . . . 5 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ LVec)
65biantrurd 532 . . . 4 (𝑊 ∈ ℂVec → (𝑊 ∈ NrmMod ↔ (𝑊 ∈ LVec ∧ 𝑊 ∈ NrmMod)))
74cvsclm 25077 . . . . 5 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ ℂMod)
8 isncvsngp.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑊)
9 isncvsngp.n . . . . . . 7 𝑁 = (norm‘𝑊)
10 isncvsngp.s . . . . . . 7 · = ( ·𝑠𝑊)
11 isncvsngp.f . . . . . . 7 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
12 isncvsngp.k . . . . . . 7 𝐾 = (Base‘𝐹)
13 eqid 2735 . . . . . . 7 (norm‘𝐹) = (norm‘𝐹)
148, 9, 10, 11, 12, 13isnlm 24614 . . . . . 6 (𝑊 ∈ NrmMod ↔ ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
15 3anass 1094 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ (𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing)))
1615biancomi 462 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ↔ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp))
1716anbi1i 624 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
18 anass 468 . . . . . . . . 9 ((((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
1917, 18bitri 275 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
2019a1i 11 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ ℂMod → (((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))))))
21 clmlmod 25018 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝑊 ∈ LMod)
2211, 12clmsca 25016 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐹 = (ℂflds 𝐾))
23 cnnrg 24719 . . . . . . . . . . 11 fld ∈ NrmRing
2411, 12clmsubrg 25017 . . . . . . . . . . 11 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld))
25 eqid 2735 . . . . . . . . . . . 12 (ℂflds 𝐾) = (ℂflds 𝐾)
2625subrgnrg 24612 . . . . . . . . . . 11 ((ℂfld ∈ NrmRing ∧ 𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld)) → (ℂflds 𝐾) ∈ NrmRing)
2723, 24, 26sylancr 587 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ ℂMod → (ℂflds 𝐾) ∈ NrmRing)
2822, 27eqeltrd 2834 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐹 ∈ NrmRing)
2921, 28jca 511 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ ℂMod → (𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing))
3029biantrurd 532 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ ℂMod → ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))))))
31 ralcom 3270 . . . . . . . . 9 (∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)) ↔ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)))
3222fveq2d 6880 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ ℂMod → (norm‘𝐹) = (norm‘(ℂflds 𝐾)))
33 subrgsubg 20537 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (SubRing‘ℂfld) → 𝐾 ∈ (SubGrp‘ℂfld))
34 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (norm‘ℂfld) = (norm‘ℂfld)
35 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (norm‘(ℂflds 𝐾)) = (norm‘(ℂflds 𝐾))
3625, 34, 35subgnm 24572 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (SubGrp‘ℂfld) → (norm‘(ℂflds 𝐾)) = ((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾))
3724, 33, 363syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ ℂMod → (norm‘(ℂflds 𝐾)) = ((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾))
3832, 37eqtrd 2770 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑊 ∈ ℂMod → (norm‘𝐹) = ((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾))
3938adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → (norm‘𝐹) = ((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾))
4039fveq1d 6878 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → ((norm‘𝐹)‘𝑘) = (((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾)‘𝑘))
41 cnfldnm 24717 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 abs = (norm‘ℂfld)
4241eqcomi 2744 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (norm‘ℂfld) = abs
4342reseq1i 5962 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾) = (abs ↾ 𝐾)
4443fveq1i 6877 . . . . . . . . . . . . . 14 (((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾)‘𝑘) = ((abs ↾ 𝐾)‘𝑘)
45 fvres 6895 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘𝐾 → ((abs ↾ 𝐾)‘𝑘) = (abs‘𝑘))
4645ad2antll 729 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → ((abs ↾ 𝐾)‘𝑘) = (abs‘𝑘))
4744, 46eqtrid 2782 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → (((norm‘ℂfld) ↾ 𝐾)‘𝑘) = (abs‘𝑘))
4840, 47eqtrd 2770 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → ((norm‘𝐹)‘𝑘) = (abs‘𝑘))
4948oveq1d 7420 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))
5049eqeq2d 2746 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑥𝑉𝑘𝐾)) → ((𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)) ↔ (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
51502ralbidva 3203 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ ℂMod → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)) ↔ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
5231, 51bitrid 283 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ ℂMod → (∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥)) ↔ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
5352anbi2d 630 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ ℂMod → ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
5420, 30, 533bitr2d 307 . . . . . 6 (𝑊 ∈ ℂMod → (((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑘𝐾𝑥𝑉 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = (((norm‘𝐹)‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
5514, 54bitrid 283 . . . . 5 (𝑊 ∈ ℂMod → (𝑊 ∈ NrmMod ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
567, 55syl 17 . . . 4 (𝑊 ∈ ℂVec → (𝑊 ∈ NrmMod ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
573, 6, 563bitr2d 307 . . 3 (𝑊 ∈ ℂVec → (𝑊 ∈ NrmVec ↔ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
5857pm5.32i 574 . 2 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
59 elin 3942 . . 3 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec))
6059biancomi 462 . 2 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmVec))
61 3anass 1094 . 2 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ (𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
6258, 60, 613bitr4i 303 1 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2108  wral 3051  cin 3925  cres 5656  cfv 6531  (class class class)co 7405   · cmul 11134  abscabs 15253  Basecbs 17228  s cress 17251  Scalarcsca 17274   ·𝑠 cvsca 17275  SubGrpcsubg 19103  SubRingcsubrg 20529  LModclmod 20817  LVecclvec 21060  fldccnfld 21315  normcnm 24515  NrmGrpcngp 24516  NrmRingcnrg 24518  NrmModcnlm 24519  NrmVeccnvc 24520  ℂModcclm 25013  ℂVecccvs 25074
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206  ax-pre-sup 11207  ax-addf 11208  ax-mulf 11209
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8719  df-map 8842  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-sup 9454  df-inf 9455  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11895  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-q 12965  df-rp 13009  df-xneg 13128  df-xadd 13129  df-xmul 13130  df-ico 13368  df-fz 13525  df-seq 14020  df-exp 14080  df-cj 15118  df-re 15119  df-im 15120  df-sqrt 15254  df-abs 15255  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-starv 17286  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-unif 17294  df-rest 17436  df-topn 17437  df-0g 17455  df-topgen 17457  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-sbg 18921  df-subg 19106  df-cmn 19763  df-abl 19764  df-mgp 20101  df-rng 20113  df-ur 20142  df-ring 20195  df-cring 20196  df-subrng 20506  df-subrg 20530  df-abv 20769  df-psmet 21307  df-xmet 21308  df-met 21309  df-bl 21310  df-mopn 21311  df-cnfld 21316  df-top 22832  df-topon 22849  df-topsp 22871  df-bases 22884  df-xms 24259  df-ms 24260  df-nm 24521  df-ngp 24522  df-nrg 24524  df-nlm 24525  df-nvc 24526  df-clm 25014  df-cvs 25075
This theorem is referenced by:  isncvsngpd  25102  ncvsi  25103
  Copyright terms: Public domain W3C validator