MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ncvs1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ncvs1 24665
Description: From any nonzero vector of a normed subcomplex vector space, construct a collinear vector whose norm is one. (Contributed by NM, 6-Dec-2007.) (Revised by AV, 8-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ncvs1.x 𝑋 = (Baseβ€˜πΊ)
ncvs1.n 𝑁 = (normβ€˜πΊ)
ncvs1.z 0 = (0gβ€˜πΊ)
ncvs1.s Β· = ( ·𝑠 β€˜πΊ)
ncvs1.f 𝐹 = (Scalarβ€˜πΊ)
ncvs1.k 𝐾 = (Baseβ€˜πΉ)
Assertion
Ref Expression
ncvs1 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· 𝐴)) = 1)

Proof of Theorem ncvs1
StepHypRef Expression
1 simp1 1136 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ 𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec))
2 simp3 1138 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾)
3 elin 3963 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ↔ (𝐺 ∈ NrmVec ∧ 𝐺 ∈ β„‚Vec))
4 nvcnlm 24204 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ NrmVec β†’ 𝐺 ∈ NrmMod)
5 nlmngp 24185 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ NrmMod β†’ 𝐺 ∈ NrmGrp)
64, 5syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ NrmVec β†’ 𝐺 ∈ NrmGrp)
76adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ NrmVec ∧ 𝐺 ∈ β„‚Vec) β†’ 𝐺 ∈ NrmGrp)
83, 7sylbi 216 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) β†’ 𝐺 ∈ NrmGrp)
9 simpl 483 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) β†’ 𝐴 ∈ 𝑋)
108, 9anim12i 613 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋))
11 ncvs1.x . . . . . . . 8 𝑋 = (Baseβ€˜πΊ)
12 ncvs1.n . . . . . . . 8 𝑁 = (normβ€˜πΊ)
1311, 12nmcl 24116 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (π‘β€˜π΄) ∈ ℝ)
1410, 13syl 17 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (π‘β€˜π΄) ∈ ℝ)
15 ncvs1.z . . . . . . . . . . . 12 0 = (0gβ€˜πΊ)
1611, 12, 15nmeq0 24118 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ ((π‘β€˜π΄) = 0 ↔ 𝐴 = 0 ))
1716bicomd 222 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (𝐴 = 0 ↔ (π‘β€˜π΄) = 0))
188, 17sylan 580 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (𝐴 = 0 ↔ (π‘β€˜π΄) = 0))
1918necon3bid 2985 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (𝐴 β‰  0 ↔ (π‘β€˜π΄) β‰  0))
2019biimpd 228 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (𝐴 β‰  0 β†’ (π‘β€˜π΄) β‰  0))
2120impr 455 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (π‘β€˜π΄) β‰  0)
2214, 21rereccld 12037 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ ℝ)
23223adant3 1132 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ ℝ)
242, 23elind 4193 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ (𝐾 ∩ ℝ))
25 1re 11210 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
26 0le1 11733 . . . . . . . 8 0 ≀ 1
2725, 26pm3.2i 471 . . . . . . 7 (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 1)
2827a1i 11 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 1))
29 simprr 771 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ 𝐴 β‰  0 )
3011, 12, 15nmgt0 24130 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (𝐴 β‰  0 ↔ 0 < (π‘β€˜π΄)))
3110, 30syl 17 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ (𝐴 β‰  0 ↔ 0 < (π‘β€˜π΄)))
3229, 31mpbid 231 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ 0 < (π‘β€˜π΄))
3328, 14, 32jca32 516 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 )) β†’ ((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 1) ∧ ((π‘β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 0 < (π‘β€˜π΄))))
34333adant3 1132 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ ((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 1) ∧ ((π‘β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 0 < (π‘β€˜π΄))))
35 divge0 12079 . . . 4 (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 1) ∧ ((π‘β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 0 < (π‘β€˜π΄))) β†’ 0 ≀ (1 / (π‘β€˜π΄)))
3634, 35syl 17 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ 0 ≀ (1 / (π‘β€˜π΄)))
37 simp2l 1199 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ 𝐴 ∈ 𝑋)
38 ncvs1.s . . . 4 Β· = ( ·𝑠 β€˜πΊ)
39 ncvs1.f . . . 4 𝐹 = (Scalarβ€˜πΊ)
40 ncvs1.k . . . 4 𝐾 = (Baseβ€˜πΉ)
4111, 12, 38, 39, 40ncvsge0 24661 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ ((1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ (𝐾 ∩ ℝ) ∧ 0 ≀ (1 / (π‘β€˜π΄))) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) β†’ (π‘β€˜((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· 𝐴)) = ((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· (π‘β€˜π΄)))
421, 24, 36, 37, 41syl121anc 1375 . 2 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· 𝐴)) = ((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· (π‘β€˜π΄)))
43103adant3 1132 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋))
4443, 13syl 17 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜π΄) ∈ ℝ)
4544recnd 11238 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜π΄) ∈ β„‚)
46213adant3 1132 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜π΄) β‰  0)
4745, 46recid2d 11982 . 2 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ ((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· (π‘β€˜π΄)) = 1)
4842, 47eqtrd 2772 1 ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ β„‚Vec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 β‰  0 ) ∧ (1 / (π‘β€˜π΄)) ∈ 𝐾) β†’ (π‘β€˜((1 / (π‘β€˜π΄)) Β· 𝐴)) = 1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940   ∩ cin 3946   class class class wbr 5147  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   Β· cmul 11111   < clt 11244   ≀ cle 11245   / cdiv 11867  Basecbs 17140  Scalarcsca 17196   ·𝑠 cvsca 17197  0gc0g 17381  normcnm 24076  NrmGrpcngp 24077  NrmModcnlm 24080  NrmVeccnvc 24081  β„‚Vecccvs 24630
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  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-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-fz 13481  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-0g 17383  df-topgen 17385  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-subg 18997  df-cmn 19644  df-mgp 19982  df-ring 20051  df-cring 20052  df-subrg 20353  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-xms 23817  df-ms 23818  df-nm 24082  df-ngp 24083  df-nlm 24086  df-nvc 24087  df-clm 24570  df-cvs 24631
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator