Theorem pjhthlem2 31874

Description: Lemma for pjhth 31875. (Contributed by NM, 10-Oct-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 15-May-2014.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
pjhth.1	⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
pjhth.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℋ)

Assertion

Ref	Expression
pjhthlem2	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐻,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem pjhthlem2

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pjhth.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℋ)
2	1	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → 𝐴 ∈ ℋ)
3		pjhth.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
4	3	cheli 31714	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐻 → 𝑥 ∈ ℋ)
5	4	ad2antrl 741	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → 𝑥 ∈ ℋ)
6		hvsubcl 31499	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ)
7	2, 5, 6	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ)
8	2	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝐴 ∈ ℋ)
9		simplrl 789	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝑥 ∈ 𝐻)
10		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝑦 ∈ 𝐻)
11		simplrr 790	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
12		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1)) = (((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1))
13	3, 8, 9, 10, 11, 12	pjhthlem1 31873	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → ((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
14	13	ralrimiva 3154	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → ∀𝑦 ∈ 𝐻 ((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
15	3	chshii 31709	. . . . 5 ⊢ 𝐻 ∈ Sℋ
16		shocel 31764	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∈ Sℋ → ((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐻 ((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)))
17	15, 16	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ ((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐻 ((𝐴 −ℎ 𝑥) ·ih 𝑦) = 0))
18	7, 14, 17	sylanbrc 595	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻))
19		hvpncan3 31524	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)) = 𝐴)
20	5, 2, 19	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)) = 𝐴)
21	20	eqcomd 2766	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → 𝐴 = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)))
22		oveq2 7422	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐴 −ℎ 𝑥) → (𝑥 +ℎ 𝑦) = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)))
23	22	rspceeqv 3599	. . 3 ⊢ (((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ∧ 𝐴 = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
24	18, 21, 23	syl2anc 596	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
25		df-hba 31451	. . . 4 ⊢ ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
26		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ = ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩
27	26	hhvs 31652	. . . 4 ⊢ −ℎ = ( −𝑣 ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
28	26	hhnm 31653	. . . 4 ⊢ normℎ = (normCV‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
29		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ = ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩
30	29, 15	hhssba 31753	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (BaseSet‘⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩)
31	26	hhph 31660	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD
32	31	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD)
33	26, 29	hhsst 31748	. . . . . . 7 ⊢ (𝐻 ∈ Sℋ → ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩))
34	15, 33	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
35	29, 3	hhssbnOLD 31761	. . . . . 6 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ CBan
36		elin 3915	. . . . . 6 ⊢ (⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩) ∩ CBan) ↔ (⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩) ∧ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ CBan))
37	34, 35, 36	mpbir2an 724	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩) ∩ CBan)
38	37	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩) ∩ CBan))
39	25, 27, 28, 30, 32, 38, 1	minveco 31366	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
40		reurex 3369	. . 3 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)) → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
41	39, 40	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
42	24, 41	reximddv 3178	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ∃!wreu 3363   ∩ cin 3898  ⟨cop 4590   class class class wbr 5103   × cxp 5653   ↾ cres 5657  ‘cfv 6533  (class class class)co 7414  ℂcc 11123  0cc0 11125  1c1 11126   + caddc 11128   ≤ cle 11269   / cdiv 11896  SubSpcss 31203  CPreHil_OLDccphlo 31294  CBanccbn 31344   ℋchba 31401   +_ℎ cva 31402   ·_ℎ csm 31403   ·_ih csp 31404  norm_ℎcno 31405   −_ℎ cmv 31407   S_ℋ csh 31410   C_ℋ cch 31411  ⊥cort 31412

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-inf2 9621  ax-cc 10438  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-pre-sup 11203  ax-addf 11204  ax-mulf 11205  ax-hilex 31481  ax-hfvadd 31482  ax-hvcom 31483  ax-hvass 31484  ax-hv0cl 31485  ax-hvaddid 31486  ax-hfvmul 31487  ax-hvmulid 31488  ax-hvmulass 31489  ax-hvdistr1 31490  ax-hvdistr2 31491  ax-hvmul0 31492  ax-hfi 31561  ax-his1 31564  ax-his2 31565  ax-his3 31566  ax-his4 31567  ax-hcompl 31684

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-oadd 8460  df-omul 8461  df-er 8697  df-map 8829  df-pm 8830  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fi 9382  df-sup 9413  df-inf 9414  df-oi 9483  df-card 9945  df-acn 9948  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-q 12999  df-rp 13044  df-xneg 13164  df-xadd 13165  df-xmul 13166  df-ico 13405  df-icc 13406  df-fz 13563  df-fl 13854  df-seq 14067  df-exp 14127  df-cj 15187  df-re 15188  df-im 15189  df-sqrt 15323  df-abs 15324  df-clim 15576  df-rlim 15577  df-rest 17508  df-topgen 17529  df-psmet 21578  df-xmet 21579  df-met 21580  df-bl 21581  df-mopn 21582  df-fbas 21583  df-fg 21584  df-top 23120  df-topon 23137  df-bases 23172  df-cld 23245  df-ntr 23246  df-cls 23247  df-nei 23324  df-lm 23455  df-haus 23541  df-fil 24073  df-fm 24165  df-flim 24166  df-flf 24167  df-cfil 25484  df-cau 25485  df-cmet 25486  df-grpo 30975  df-gid 30976  df-ginv 30977  df-gdiv 30978  df-ablo 31027  df-vc 31041  df-nv 31074  df-va 31077  df-ba 31078  df-sm 31079  df-0v 31080  df-vs 31081  df-nmcv 31082  df-ims 31083  df-ssp 31204  df-ph 31295  df-cbn 31345  df-hnorm 31450  df-hba 31451  df-hvsub 31453  df-hlim 31454  df-hcau 31455  df-sh 31689  df-ch 31703  df-oc 31734  df-ch0 31735

This theorem is used by:  pjhth  31875  omlsii  31885