Theorem isph 30792

Description: The predicate "is an inner product space." (Contributed by NM, 1-Feb-2008.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
isph.1	⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
isph.2	⊢ 𝐺 = ( +𝑣 ‘𝑈)
isph.3	⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
isph.6	⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)

Assertion

Ref	Expression
isph	⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦

Proof of Theorem isph

Step	Hyp	Ref	Expression
1		phnv 30784	. 2 ⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD → 𝑈 ∈ NrmCVec)
2		isph.2	. . . . 5 ⊢ 𝐺 = ( +𝑣 ‘𝑈)
3		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ ( ·𝑠OLD ‘𝑈) = ( ·𝑠OLD ‘𝑈)
4		isph.6	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)
5	2, 3, 4	nvop 30646	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩)
6		eleq1 2817	. . . . 5 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD))
7	2	fvexi 6831	. . . . . . 7 ⊢ 𝐺 ∈ V
8		fvex 6830	. . . . . . 7 ⊢ ( ·𝑠OLD ‘𝑈) ∈ V
9	4	fvexi 6831	. . . . . . 7 ⊢ 𝑁 ∈ V
10		isph.1	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
11	10, 2	bafval 30574	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 = ran 𝐺
12	11	isphg 30787	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ V ∧ ( ·𝑠OLD ‘𝑈) ∈ V ∧ 𝑁 ∈ V) → (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
13	7, 8, 9, 12	mp3an 1463	. . . . . 6 ⊢ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
14		isph.3	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
15	10, 2, 3, 14	nvmval 30612	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))
16	15	3expa 1118	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))
17	16	fveq2d 6821	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝑥𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦))))
18	17	oveq1d 7356	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2))
19	18	oveq2d 7357	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)))
20	19	eqeq1d 2732	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → ((((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
21	20	ralbidva 3151	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
22	21	ralbidva 3151	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 ∈ NrmCVec → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
23	22	pm5.32i 574	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))) ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
24		eleq1 2817	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ NrmCVec ↔ ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec))
25	24	anbi1d 631	. . . . . . 7 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))) ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
26	23, 25	bitr2id 284	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → ((⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD ‘𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))) ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
27	13, 26	bitrid 283	. . . . 5 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
28	6, 27	bitrd 279	. . . 4 ⊢ (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD ‘𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
29	5, 28	syl 17	. . 3 ⊢ (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))))
30	29	bianabs 541	. 2 ⊢ (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
31	1, 30	biadanii 821	1 ⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2110  ∀wral 3045  Vcvv 3434  ⟨cop 4580  ‘cfv 6477  (class class class)co 7341  1c1 10999   + caddc 11001   · cmul 11003  -cneg 11337  2c2 12172  ↑cexp 13960  NrmCVeccnv 30554   +_𝑣 cpv 30555  BaseSetcba 30556   ·_𝑠OLD cns 30557   −_𝑣 cnsb 30559  norm_CVcnmcv 30560  CPreHil_OLDccphlo 30782

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 1968  ax-7 2009  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-op 4581  df-uni 4858  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-id 5509  df-po 5522  df-so 5523  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-er 8617  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-ltxr 11143  df-sub 11338  df-neg 11339  df-grpo 30463  df-gid 30464  df-ginv 30465  df-gdiv 30466  df-ablo 30515  df-vc 30529  df-nv 30562  df-va 30565  df-ba 30566  df-sm 30567  df-0v 30568  df-vs 30569  df-nmcv 30570  df-ph 30783

This theorem is referenced by:  phpar2  30793