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

Theorem isph 28603
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 = ( +𝑣𝑈)
isph.3 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
isph.6 𝑁 = (normCV𝑈)
Assertion
Ref Expression
isph (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦

Proof of Theorem isph
StepHypRef Expression
1 phnv 28595 . 2 (𝑈 ∈ CPreHilOLD𝑈 ∈ NrmCVec)
2 isph.2 . . . . 5 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
3 eqid 2822 . . . . 5 ( ·𝑠OLD𝑈) = ( ·𝑠OLD𝑈)
4 isph.6 . . . . 5 𝑁 = (normCV𝑈)
52, 3, 4nvop 28457 . . . 4 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩)
6 eleq1 2901 . . . . 5 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD))
72fvexi 6666 . . . . . . 7 𝐺 ∈ V
8 fvex 6665 . . . . . . 7 ( ·𝑠OLD𝑈) ∈ V
94fvexi 6666 . . . . . . 7 𝑁 ∈ V
10 isph.1 . . . . . . . . 9 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
1110, 2bafval 28385 . . . . . . . 8 𝑋 = ran 𝐺
1211isphg 28598 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ V ∧ ( ·𝑠OLD𝑈) ∈ V ∧ 𝑁 ∈ V) → (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
137, 8, 9, 12mp3an 1458 . . . . . 6 (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
14 isph.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
1510, 2, 3, 14nvmval 28423 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))
16153expa 1115 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑋) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))
1716fveq2d 6656 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑋) → (𝑁‘(𝑥𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦))))
1817oveq1d 7155 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑋) → ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2))
1918oveq2d 7156 . . . . . . . . . . 11 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑋) → (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)))
2019eqeq1d 2824 . . . . . . . . . 10 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑋) → ((((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
2120ralbidva 3186 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥𝑋) → (∀𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) ↔ ∀𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
2221ralbidva 3186 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ NrmCVec → (∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) ↔ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
2322pm5.32i 578 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))) ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
24 eleq1 2901 . . . . . . . 8 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ NrmCVec ↔ ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec))
2524anbi1d 632 . . . . . . 7 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))) ↔ (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
2623, 25syl5rbb 287 . . . . . 6 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → ((⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝐺(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦)))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))) ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
2713, 26syl5bb 286 . . . . 5 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
286, 27bitrd 282 . . . 4 (𝑈 = ⟨⟨𝐺, ( ·𝑠OLD𝑈)⟩, 𝑁⟩ → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
295, 28syl 17 . . 3 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))))
3029bianabs 545 . 2 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
311, 30biadanii 821 1 (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2114  wral 3130  Vcvv 3469  cop 4545  cfv 6334  (class class class)co 7140  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531  -cneg 10860  2c2 11680  cexp 13425  NrmCVeccnv 28365   +𝑣 cpv 28366  BaseSetcba 28367   ·𝑠OLD cns 28368  𝑣 cnsb 28370  normCVcnmcv 28371  CPreHilOLDccphlo 28593
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-op 4546  df-uni 4814  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-id 5437  df-po 5451  df-so 5452  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-ltxr 10669  df-sub 10861  df-neg 10862  df-grpo 28274  df-gid 28275  df-ginv 28276  df-gdiv 28277  df-ablo 28326  df-vc 28340  df-nv 28373  df-va 28376  df-ba 28377  df-sm 28378  df-0v 28379  df-vs 28380  df-nmcv 28381  df-ph 28594
This theorem is referenced by:  phpar2  28604
  Copyright terms: Public domain W3C validator