Theorem lnophm 32486

Description: A linear operator is Hermitian if 𝑥 ·_ih (𝑇‘𝑥) takes only real values. Remark in [ReedSimon] p. 195. (Contributed by NM, 24-Jan-2006.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
lnophm	⊢ ((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ) → 𝑇 ∈ HrmOp)

Distinct variable group:   𝑥,𝑇

Proof of Theorem lnophm

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq1 2850	. 2 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (𝑇 ∈ HrmOp ↔ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ HrmOp))
2		eleq1 2850	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (𝑇 ∈ LinOp ↔ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp))
3		id 23	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → 𝑥 = 𝑦)
4		fveq2 6882	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑇‘𝑥) = (𝑇‘𝑦))
5	3, 4	oveq12d 7434	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) = (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)))
6	5	eleq1d 2847	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ ↔ (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)) ∈ ℝ))
7	6	cbvralvw 3242	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)) ∈ ℝ)
8		fveq1 6881	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (𝑇‘𝑦) = (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦))
9	8	oveq2d 7432	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)) = (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)))
10	9	eleq1d 2847	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → ((𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)) ∈ ℝ ↔ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ))
11	10	ralbidv 3187	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑦)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ))
12	7, 11	bitrid 286	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ))
13	2, 12	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (𝑇 = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → ((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ) ↔ (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ)))
14		eleq1 2850	. . . . . 6 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (( I ↾ ℋ) ∈ LinOp ↔ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp))
15		fveq1 6881	. . . . . . . . 9 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (( I ↾ ℋ)‘𝑦) = (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦))
16	15	oveq2d 7432	. . . . . . . 8 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) = (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)))
17	16	eleq1d 2847	. . . . . . 7 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → ((𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ ↔ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ))
18	17	ralbidv 3187	. . . . . 6 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → (∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ))
19	14, 18	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (( I ↾ ℋ) = if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) → ((( I ↾ ℋ) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ) ↔ (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ)))
20		idlnop 32459	. . . . . 6 ⊢ ( I ↾ ℋ) ∈ LinOp
21		fvresi 7174	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (( I ↾ ℋ)‘𝑦) = 𝑦)
22	21	oveq2d 7432	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) = (𝑦 ·ih 𝑦))
23		hiidrcl 31562	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑦 ·ih 𝑦) ∈ ℝ)
24	22, 23	eqeltrd 2862	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ)
25	24	rgen 3080	. . . . . 6 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ
26	20, 25	pm3.2i 476	. . . . 5 ⊢ (( I ↾ ℋ) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ)
27	13, 19, 26	elimhyp 4551	. . . 4 ⊢ (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ)
28	27	simpli 489	. . 3 ⊢ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp
29	27	simpri 491	. . 3 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ
30	28, 29	lnophmi 32485	. 2 ⊢ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ HrmOp
31	1, 30	dedth 4544	1 ⊢ ((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ) → 𝑇 ∈ HrmOp)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3078  ifcif 4485   I cid 5553   ↾ cres 5661  ‘cfv 6537  (class class class)co 7416  ℝcr 11126   ℋchba 31386   ·_ih csp 31389  LinOpclo 31414  HrmOpcho 31417

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-hilex 31466  ax-hfvadd 31467  ax-hvcom 31468  ax-hvass 31469  ax-hv0cl 31470  ax-hvaddid 31471  ax-hfvmul 31472  ax-hvmulid 31473  ax-hvmulass 31474  ax-hvdistr1 31475  ax-hvdistr2 31476  ax-hvmul0 31477  ax-hfi 31546  ax-his1 31549  ax-his2 31550  ax-his3 31551  ax-his4 31552

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8699  df-map 8831  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11899  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-cj 15188  df-re 15189  df-im 15190  df-hvsub 31438  df-lnop 32308  df-unop 32310  df-hmop 32311

This theorem is used by: (None)