Theorem ncvs1 24321

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 = (Base‘𝐺)
ncvs1.n	⊢ 𝑁 = (norm‘𝐺)
ncvs1.z	⊢ 0 = (0g‘𝐺)
ncvs1.s	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐺)
ncvs1.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
ncvs1.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐹)

Assertion

Ref	Expression
ncvs1	⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘((1 / (𝑁‘𝐴)) · 𝐴)) = 1)

Proof of Theorem ncvs1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1135	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → 𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec))
2		simp3 1137	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾)
3		elin 3903	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝐺 ∈ NrmVec ∧ 𝐺 ∈ ℂVec))
4		nvcnlm 23860	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐺 ∈ NrmVec → 𝐺 ∈ NrmMod)
5		nlmngp 23841	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐺 ∈ NrmMod → 𝐺 ∈ NrmGrp)
6	4, 5	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐺 ∈ NrmVec → 𝐺 ∈ NrmGrp)
7	6	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ NrmVec ∧ 𝐺 ∈ ℂVec) → 𝐺 ∈ NrmGrp)
8	3, 7	sylbi 216	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → 𝐺 ∈ NrmGrp)
9		simpl 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) → 𝐴 ∈ 𝑋)
10	8, 9	anim12i 613	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋))
11		ncvs1.x	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
12		ncvs1.n	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑁 = (norm‘𝐺)
13	11, 12	nmcl 23772	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝑁‘𝐴) ∈ ℝ)
14	10, 13	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (𝑁‘𝐴) ∈ ℝ)
15		ncvs1.z	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
16	11, 12, 15	nmeq0 23774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → ((𝑁‘𝐴) = 0 ↔ 𝐴 = 0 ))
17	16	bicomd 222	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐴 = 0 ↔ (𝑁‘𝐴) = 0))
18	8, 17	sylan 580	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐴 = 0 ↔ (𝑁‘𝐴) = 0))
19	18	necon3bid 2988	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝑁‘𝐴) ≠ 0))
20	19	biimpd 228	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐴 ≠ 0 → (𝑁‘𝐴) ≠ 0))
21	20	impr 455	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (𝑁‘𝐴) ≠ 0)
22	14, 21	rereccld 11802	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ ℝ)
23	22	3adant3 1131	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ ℝ)
24	2, 23	elind 4128	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ (𝐾 ∩ ℝ))
25		1re 10975	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ
26		0le1 11498	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ≤ 1
27	25, 26	pm3.2i 471	. . . . . . 7 ⊢ (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1)
28	27	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1))
29		simprr 770	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → 𝐴 ≠ 0 )
30	11, 12, 15	nmgt0 23786	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 < (𝑁‘𝐴)))
31	10, 30	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 < (𝑁‘𝐴)))
32	29, 31	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → 0 < (𝑁‘𝐴))
33	28, 14, 32	jca32 516	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 )) → ((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((𝑁‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑁‘𝐴))))
34	33	3adant3 1131	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → ((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((𝑁‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑁‘𝐴))))
35		divge0 11844	. . . 4 ⊢ (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ ((𝑁‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑁‘𝐴))) → 0 ≤ (1 / (𝑁‘𝐴)))
36	34, 35	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → 0 ≤ (1 / (𝑁‘𝐴)))
37		simp2l 1198	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → 𝐴 ∈ 𝑋)
38		ncvs1.s	. . . 4 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐺)
39		ncvs1.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
40		ncvs1.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐹)
41	11, 12, 38, 39, 40	ncvsge0 24317	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ ((1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ (𝐾 ∩ ℝ) ∧ 0 ≤ (1 / (𝑁‘𝐴))) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝑁‘((1 / (𝑁‘𝐴)) · 𝐴)) = ((1 / (𝑁‘𝐴)) · (𝑁‘𝐴)))
42	1, 24, 36, 37, 41	syl121anc 1374	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘((1 / (𝑁‘𝐴)) · 𝐴)) = ((1 / (𝑁‘𝐴)) · (𝑁‘𝐴)))
43	10	3adant3 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋))
44	43, 13	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘𝐴) ∈ ℝ)
45	44	recnd 11003	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘𝐴) ∈ ℂ)
46	21	3adant3 1131	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘𝐴) ≠ 0)
47	45, 46	recid2d 11747	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → ((1 / (𝑁‘𝐴)) · (𝑁‘𝐴)) = 1)
48	42, 47	eqtrd 2778	1 ⊢ ((𝐺 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ (1 / (𝑁‘𝐴)) ∈ 𝐾) → (𝑁‘((1 / (𝑁‘𝐴)) · 𝐴)) = 1)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943   ∩ cin 3886   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  ℝcr 10870  0cc0 10871  1c1 10872   · cmul 10876   < clt 11009   ≤ cle 11010   / cdiv 11632  Basecbs 16912  Scalarcsca 16965   ·_𝑠 cvsca 16966  0_gc0g 17150  normcnm 23732  NrmGrpcngp 23733  NrmModcnlm 23736  NrmVeccnvc 23737  ℂVecccvs 24286

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  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 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949  ax-addf 10950  ax-mulf 10951

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-inf 9202  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-fz 13240  df-seq 13722  df-exp 13783  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-starv 16977  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-unif 16985  df-0g 17152  df-topgen 17154  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-grp 18580  df-subg 18752  df-cmn 19388  df-mgp 19721  df-ring 19785  df-cring 19786  df-subrg 20022  df-psmet 20589  df-xmet 20590  df-met 20591  df-bl 20592  df-mopn 20593  df-cnfld 20598  df-top 22043  df-topon 22060  df-topsp 22082  df-bases 22096  df-xms 23473  df-ms 23474  df-nm 23738  df-ngp 23739  df-nlm 23742  df-nvc 23743  df-clm 24226  df-cvs 24287

This theorem is referenced by: (None)