Theorem lnophm 32382

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 6881	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑇‘𝑥) = (𝑇‘𝑦))
5	3, 4	oveq12d 7430	. . . . . . . . 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 6880	. . . . . . . . . 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 7428	. . . . . . . . 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 643	. . . . 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 6880	. . . . . . . . 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 7428	. . . . . . . 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 643	. . . . 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 32355	. . . . . 6 ⊢ ( I ↾ ℋ) ∈ LinOp
21		fvresi 7171	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (( I ↾ ℋ)‘𝑦) = 𝑦)
22	21	oveq2d 7428	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℋ → (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) = (𝑦 ·ih 𝑦))
23		hiidrcl 31458	. . . . . . . 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 475	. . . . 5 ⊢ (( I ↾ ℋ) ∈ LinOp ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (( I ↾ ℋ)‘𝑦)) ∈ ℝ)
27	13, 19, 26	elimhyp 4552	. . . 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 488	. . 3 ⊢ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ LinOp
29	27	simpri 490	. . 3 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ))‘𝑦)) ∈ ℝ
30	28, 29	lnophmi 32381	. 2 ⊢ if((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ), 𝑇, ( I ↾ ℋ)) ∈ HrmOp
31	1, 30	dedth 4545	1 ⊢ ((𝑇 ∈ LinOp ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ) → 𝑇 ∈ HrmOp)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1569   ∈ wcel 2142  ∀wral 3078  ifcif 4486   I cid 5554   ↾ cres 5662  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412  ℝcr 11105   ℋchba 31282   ·_ih csp 31285  LinOpclo 31310  HrmOpcho 31313

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-hilex 31362  ax-hfvadd 31363  ax-hvcom 31364  ax-hvass 31365  ax-hv0cl 31366  ax-hvaddid 31367  ax-hfvmul 31368  ax-hvmulid 31369  ax-hvmulass 31370  ax-hvdistr1 31371  ax-hvdistr2 31372  ax-hvmul0 31373  ax-hfi 31442  ax-his1 31445  ax-his2 31446  ax-his3 31447  ax-his4 31448

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  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 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-2nd 7985  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-er 8692  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-div 11878  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-4 12311  df-cj 15157  df-re 15158  df-im 15159  df-hvsub 31334  df-lnop 32204  df-unop 32206  df-hmop 32207

This theorem is used by: (None)