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

Theorem ncvsi 23759
Description: The properties of a normed subcomplex vector space, which is a vector space accompanied by a norm. (Contributed by NM, 11-Nov-2006.) (Revised by AV, 7-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
isncvsngp.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
isncvsngp.n 𝑁 = (norm‘𝑊)
isncvsngp.s · = ( ·𝑠𝑊)
isncvsngp.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
isncvsngp.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
ncvsi.m = (-g𝑊)
ncvsi.0 0 = (0g𝑊)
Assertion
Ref Expression
ncvsi (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝐾,𝑥   𝑘,𝑁,𝑥   𝑘,𝑉,𝑥   𝑘,𝑊,𝑥   · ,𝑘,𝑥   𝑦,𝑉   𝑦,𝑊,𝑥
Allowed substitution hints:   · (𝑦)   𝐹(𝑦)   𝐾(𝑦)   (𝑥,𝑦,𝑘)   𝑁(𝑦)   0 (𝑥,𝑦,𝑘)

Proof of Theorem ncvsi
StepHypRef Expression
1 isncvsngp.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
2 isncvsngp.n . . 3 𝑁 = (norm‘𝑊)
3 isncvsngp.s . . 3 · = ( ·𝑠𝑊)
4 isncvsngp.f . . 3 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
5 isncvsngp.k . . 3 𝐾 = (Base‘𝐹)
61, 2, 3, 4, 5isncvsngp 23757 . 2 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
7 simp1 1133 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → 𝑊 ∈ ℂVec)
81, 2nmf 23224 . . . 4 (𝑊 ∈ NrmGrp → 𝑁:𝑉⟶ℝ)
983ad2ant2 1131 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → 𝑁:𝑉⟶ℝ)
10 ncvsi.m . . . . . . 7 = (-g𝑊)
11 ncvsi.0 . . . . . . 7 0 = (0g𝑊)
121, 2, 10, 11ngpi 23237 . . . . . 6 (𝑊 ∈ NrmGrp → (𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))))
13 r19.26 3165 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑉 ((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) ↔ (∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
14 simpll 766 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ))
15 simplr 768 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))
16 simpr 488 . . . . . . . . . . 11 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))
1714, 15, 163jca 1125 . . . . . . . . . 10 (((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
1817ralimi 3155 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑉 ((((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
1913, 18sylbir 238 . . . . . . . 8 ((∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
2019ex 416 . . . . . . 7 (∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦))) → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
21203ad2ant3 1132 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)))) → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
2212, 21syl 17 . . . . 5 (𝑊 ∈ NrmGrp → (∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
2322imp 410 . . . 4 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
24233adant1 1127 . . 3 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))))
257, 9, 243jca 1125 . 2 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑊 ∈ NrmGrp ∧ ∀𝑥𝑉𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥))) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
266, 25sylbi 220 1 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → (𝑊 ∈ ℂVec ∧ 𝑁:𝑉⟶ℝ ∧ ∀𝑥𝑉 (((𝑁𝑥) = 0 ↔ 𝑥 = 0 ) ∧ ∀𝑦𝑉 (𝑁‘(𝑥 𝑦)) ≤ ((𝑁𝑥) + (𝑁𝑦)) ∧ ∀𝑘𝐾 (𝑁‘(𝑘 · 𝑥)) = ((abs‘𝑘) · (𝑁𝑥)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3133  cin 3918   class class class wbr 5052  wf 6339  cfv 6343  (class class class)co 7149  cr 10534  0cc0 10535   + caddc 10538   · cmul 10540  cle 10674  abscabs 14593  Basecbs 16483  Scalarcsca 16568   ·𝑠 cvsca 16569  0gc0g 16713  Grpcgrp 18103  -gcsg 18105  normcnm 23186  NrmGrpcngp 23187  NrmVeccnvc 23191  ℂVecccvs 23731
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 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-cnex 10591  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612  ax-pre-sup 10613  ax-addf 10614  ax-mulf 10615
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7575  df-1st 7684  df-2nd 7685  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-er 8285  df-map 8404  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-fin 8509  df-sup 8903  df-inf 8904  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-div 11296  df-nn 11635  df-2 11697  df-3 11698  df-4 11699  df-5 11700  df-6 11701  df-7 11702  df-8 11703  df-9 11704  df-n0 11895  df-z 11979  df-dec 12096  df-uz 12241  df-q 12346  df-rp 12387  df-xneg 12504  df-xadd 12505  df-xmul 12506  df-ico 12741  df-fz 12895  df-seq 13374  df-exp 13435  df-cj 14458  df-re 14459  df-im 14460  df-sqrt 14594  df-abs 14595  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-starv 16580  df-tset 16584  df-ple 16585  df-ds 16587  df-unif 16588  df-rest 16696  df-topn 16697  df-0g 16715  df-topgen 16717  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-sbg 18108  df-subg 18276  df-cmn 18908  df-mgp 19240  df-ring 19299  df-cring 19300  df-subrg 19533  df-abv 19588  df-psmet 20537  df-xmet 20538  df-met 20539  df-bl 20540  df-mopn 20541  df-cnfld 20546  df-top 21502  df-topon 21519  df-topsp 21541  df-bases 21554  df-xms 22930  df-ms 22931  df-nm 23192  df-ngp 23193  df-nrg 23195  df-nlm 23196  df-nvc 23197  df-clm 23671  df-cvs 23732
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator