Theorem lnophmi 32004

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.)

Hypotheses

Ref	Expression
lnophm.1	⊢ 𝑇 ∈ LinOp
lnophm.2	⊢ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ

Assertion

Ref	Expression
lnophmi	⊢ 𝑇 ∈ HrmOp

Distinct variable group:   𝑥,𝑇

Proof of Theorem lnophmi

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lnophm.1	. . 3 ⊢ 𝑇 ∈ LinOp
2	1	lnopfi 31955	. 2 ⊢ 𝑇: ℋ⟶ ℋ
3		oveq1 7417	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) → (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑧)) = (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘𝑧)))
4		fveq2 6881	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) → (𝑇‘𝑦) = (𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)))
5	4	oveq1d 7425	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) → ((𝑇‘𝑦) ·ih 𝑧) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih 𝑧))
6	3, 5	eqeq12d 2752	. . . 4 ⊢ (𝑦 = if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) → ((𝑦 ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘𝑦) ·ih 𝑧) ↔ (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih 𝑧)))
7		fveq2 6881	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ) → (𝑇‘𝑧) = (𝑇‘if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ)))
8	7	oveq2d 7426	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ) → (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘𝑧)) = (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ))))
9		oveq2 7418	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ) → ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih 𝑧) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ)))
10	8, 9	eqeq12d 2752	. . . 4 ⊢ (𝑧 = if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ) → ((if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih 𝑧) ↔ (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ))) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ))))
11		ifhvhv0 31008	. . . . 5 ⊢ if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ∈ ℋ
12		ifhvhv0 31008	. . . . 5 ⊢ if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ) ∈ ℋ
13		lnophm.2	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ
14	11, 12, 1, 13	lnophmlem2 32003	. . . 4 ⊢ (if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ) ·ih (𝑇‘if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ))) = ((𝑇‘if(𝑦 ∈ ℋ, 𝑦, 0ℎ)) ·ih if(𝑧 ∈ ℋ, 𝑧, 0ℎ))
15	6, 10, 14	dedth2h 4565	. . 3 ⊢ ((𝑦 ∈ ℋ ∧ 𝑧 ∈ ℋ) → (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘𝑦) ·ih 𝑧))
16	15	rgen2 3185	. 2 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘𝑦) ·ih 𝑧)
17		elhmop 31859	. 2 ⊢ (𝑇 ∈ HrmOp ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑦 ·ih (𝑇‘𝑧)) = ((𝑇‘𝑦) ·ih 𝑧)))
18	2, 16, 17	mpbir2an 711	1 ⊢ 𝑇 ∈ HrmOp

Syntax hints:   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3052  ifcif 4505  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  ℝcr 11133   ℋchba 30905   ·_ih csp 30908  0_ℎc0v 30910  LinOpclo 30933  HrmOpcho 30936

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211  ax-hilex 30985  ax-hfvadd 30986  ax-hvcom 30987  ax-hvass 30988  ax-hv0cl 30989  ax-hvaddid 30990  ax-hfvmul 30991  ax-hvmulid 30992  ax-hvmulass 30993  ax-hvdistr1 30994  ax-hvdistr2 30995  ax-hvmul0 30996  ax-hfi 31065  ax-his1 31068  ax-his2 31069  ax-his3 31070

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 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  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 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8724  df-map 8847  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-div 11900  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-cj 15123  df-re 15124  df-im 15125  df-hvsub 30957  df-lnop 31827  df-hmop 31830

This theorem is referenced by:  lnophm  32005