Theorem osumi 30113

Description: If two closed subspaces of a Hilbert space are orthogonal, their subspace sum equals their subspace join. Lemma 3 of [Kalmbach] p. 67. Note that the (countable) Axiom of Choice is used for this proof via pjhth 29864, although "the hard part" of this proof, chscl 30112, requires no choice. (Contributed by NM, 28-Oct-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 19-May-2014.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
osum.1	⊢ 𝐴 ∈ Cℋ
osum.2	⊢ 𝐵 ∈ Cℋ

Assertion

Ref	Expression
osumi	⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → (𝐴 +ℋ 𝐵) = (𝐴 ∨ℋ 𝐵))

Proof of Theorem osumi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		osum.1	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ Cℋ
2	1	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → 𝐴 ∈ Cℋ )
3		osum.2	. . . 4 ⊢ 𝐵 ∈ Cℋ
4	3	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → 𝐵 ∈ Cℋ )
5	1, 3	chsscon2i 29934	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) ↔ 𝐵 ⊆ (⊥‘𝐴))
6	5	biimpi 215	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → 𝐵 ⊆ (⊥‘𝐴))
7	2, 4, 6	chscl 30112	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → (𝐴 +ℋ 𝐵) ∈ Cℋ )
8	1	chshii 29698	. . 3 ⊢ 𝐴 ∈ Sℋ
9	3	chshii 29698	. . 3 ⊢ 𝐵 ∈ Sℋ
10	8, 9	shjshseli 29964	. 2 ⊢ ((𝐴 +ℋ 𝐵) ∈ Cℋ ↔ (𝐴 +ℋ 𝐵) = (𝐴 ∨ℋ 𝐵))
11	7, 10	sylib 217	1 ⊢ (𝐴 ⊆ (⊥‘𝐵) → (𝐴 +ℋ 𝐵) = (𝐴 ∨ℋ 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   ⊆ wss 3897  ‘cfv 6465  (class class class)co 7315   C_ℋ cch 29400  ⊥cort 29401   +_ℋ cph 29402   ∨_ℋ chj 29404

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5238  ax-nul 5245  ax-pow 5303  ax-pr 5367  ax-un 7628  ax-inf2 9470  ax-cc 10264  ax-cnex 11000  ax-resscn 11001  ax-1cn 11002  ax-icn 11003  ax-addcl 11004  ax-addrcl 11005  ax-mulcl 11006  ax-mulrcl 11007  ax-mulcom 11008  ax-addass 11009  ax-mulass 11010  ax-distr 11011  ax-i2m1 11012  ax-1ne0 11013  ax-1rid 11014  ax-rnegex 11015  ax-rrecex 11016  ax-cnre 11017  ax-pre-lttri 11018  ax-pre-lttrn 11019  ax-pre-ltadd 11020  ax-pre-mulgt0 11021  ax-pre-sup 11022  ax-addf 11023  ax-mulf 11024  ax-hilex 29470  ax-hfvadd 29471  ax-hvcom 29472  ax-hvass 29473  ax-hv0cl 29474  ax-hvaddid 29475  ax-hfvmul 29476  ax-hvmulid 29477  ax-hvmulass 29478  ax-hvdistr1 29479  ax-hvdistr2 29480  ax-hvmul0 29481  ax-hfi 29550  ax-his1 29553  ax-his2 29554  ax-his3 29555  ax-his4 29556  ax-hcompl 29673

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3405  df-v 3443  df-sbc 3727  df-csb 3843  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3916  df-nul 4268  df-if 4472  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-tp 4576  df-op 4578  df-uni 4851  df-int 4893  df-iun 4939  df-iin 4940  df-br 5088  df-opab 5150  df-mpt 5171  df-tr 5205  df-id 5507  df-eprel 5513  df-po 5521  df-so 5522  df-fr 5562  df-se 5563  df-we 5564  df-xp 5613  df-rel 5614  df-cnv 5615  df-co 5616  df-dm 5617  df-rn 5618  df-res 5619  df-ima 5620  df-pred 6224  df-ord 6291  df-on 6292  df-lim 6293  df-suc 6294  df-iota 6417  df-fun 6467  df-fn 6468  df-f 6469  df-f1 6470  df-fo 6471  df-f1o 6472  df-fv 6473  df-isom 6474  df-riota 7272  df-ov 7318  df-oprab 7319  df-mpo 7320  df-of 7573  df-om 7758  df-1st 7876  df-2nd 7877  df-supp 8025  df-frecs 8144  df-wrecs 8175  df-recs 8249  df-rdg 8288  df-1o 8344  df-2o 8345  df-oadd 8348  df-omul 8349  df-er 8546  df-map 8665  df-pm 8666  df-ixp 8734  df-en 8782  df-dom 8783  df-sdom 8784  df-fin 8785  df-fsupp 9199  df-fi 9240  df-sup 9271  df-inf 9272  df-oi 9339  df-card 9768  df-acn 9771  df-pnf 11084  df-mnf 11085  df-xr 11086  df-ltxr 11087  df-le 11088  df-sub 11280  df-neg 11281  df-div 11706  df-nn 12047  df-2 12109  df-3 12110  df-4 12111  df-5 12112  df-6 12113  df-7 12114  df-8 12115  df-9 12116  df-n0 12307  df-z 12393  df-dec 12511  df-uz 12656  df-q 12762  df-rp 12804  df-xneg 12921  df-xadd 12922  df-xmul 12923  df-ioo 13156  df-ico 13158  df-icc 13159  df-fz 13313  df-fzo 13456  df-fl 13585  df-seq 13795  df-exp 13856  df-hash 14118  df-cj 14882  df-re 14883  df-im 14884  df-sqrt 15018  df-abs 15019  df-clim 15269  df-rlim 15270  df-sum 15470  df-struct 16918  df-sets 16935  df-slot 16953  df-ndx 16965  df-base 16983  df-ress 17012  df-plusg 17045  df-mulr 17046  df-starv 17047  df-sca 17048  df-vsca 17049  df-ip 17050  df-tset 17051  df-ple 17052  df-ds 17054  df-unif 17055  df-hom 17056  df-cco 17057  df-rest 17203  df-topn 17204  df-0g 17222  df-gsum 17223  df-topgen 17224  df-pt 17225  df-prds 17228  df-xrs 17283  df-qtop 17288  df-imas 17289  df-xps 17291  df-mre 17365  df-mrc 17366  df-acs 17368  df-mgm 18396  df-sgrp 18445  df-mnd 18456  df-submnd 18501  df-mulg 18770  df-cntz 18992  df-cmn 19456  df-psmet 20661  df-xmet 20662  df-met 20663  df-bl 20664  df-mopn 20665  df-fbas 20666  df-fg 20667  df-cnfld 20670  df-top 22115  df-topon 22132  df-topsp 22154  df-bases 22168  df-cld 22242  df-ntr 22243  df-cls 22244  df-nei 22321  df-cn 22450  df-cnp 22451  df-lm 22452  df-haus 22538  df-tx 22785  df-hmeo 22978  df-fil 23069  df-fm 23161  df-flim 23162  df-flf 23163  df-xms 23545  df-ms 23546  df-tms 23547  df-cfil 24491  df-cau 24492  df-cmet 24493  df-grpo 28964  df-gid 28965  df-ginv 28966  df-gdiv 28967  df-ablo 29016  df-vc 29030  df-nv 29063  df-va 29066  df-ba 29067  df-sm 29068  df-0v 29069  df-vs 29070  df-nmcv 29071  df-ims 29072  df-dip 29172  df-ssp 29193  df-ph 29284  df-cbn 29334  df-hnorm 29439  df-hba 29440  df-hvsub 29442  df-hlim 29443  df-hcau 29444  df-sh 29678  df-ch 29692  df-oc 29723  df-ch0 29724  df-shs 29779  df-chj 29781  df-pjh 29866

This theorem is referenced by:  osumcori  30114  osumcor2i  30115  osum  30116  spansnji  30117  5oai  30132  3oalem5  30137  pjsumi  30181  pjdsi  30183  pjds3i  30184  pjssumi  30642