Theorem pjhthlem2 32003

Description: Lemma for pjhth 32004. (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 31843	. . . . . 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 31628	. . . . 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 32002	. . . . 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 31838	. . . . 5 ⊢ 𝐻 ∈ Sℋ
16		shocel 31893	. . . . 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 31653	. . . . 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 7432	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐴 −ℎ 𝑥) → (𝑥 +ℎ 𝑦) = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)))
23	22	rspceeqv 3598	. . 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 31580	. . . 4 ⊢ ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
26		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ = ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩
27	26	hhvs 31781	. . . 4 ⊢ −ℎ = ( −𝑣 ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
28	26	hhnm 31782	. . . 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 31882	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (BaseSet‘⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩)
31	26	hhph 31789	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD
32	31	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD)
33	26, 29	hhsst 31877	. . . . . . 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 31890	. . . . . 6 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ CBan
36		elin 4092	. . . . . 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 31495	. . 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 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ∃!wreu 3363   ∩ cin 4088  ⟨cop 4834   class class class wbr 5102   × cxp 5649   ↾ cres 5653  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  ℂcc 11205  0cc0 11207  1c1 11208   + caddc 11210   ≤ cle 11351   / cdiv 11980  SubSpcss 31332  CPreHil_OLDccphlo 31423  CBanccbn 31473   ℋchba 31530   +_ℎ cva 31531   ·_ℎ csm 31532   ·_ih csp 31533  norm_ℎcno 31534   −_ℎ cmv 31536   S_ℋ csh 31539   C_ℋ cch 31540  ⊥cort 31541

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-inf2 9649  ax-cc 10520  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-pre-sup 11285  ax-addf 11286  ax-mulf 11287  ax-hilex 31610  ax-hfvadd 31611  ax-hvcom 31612  ax-hvass 31613  ax-hv0cl 31614  ax-hvaddid 31615  ax-hfvmul 31616  ax-hvmulid 31617  ax-hvmulass 31618  ax-hvdistr1 31619  ax-hvdistr2 31620  ax-hvmul0 31621  ax-hfi 31690  ax-his1 31693  ax-his2 31694  ax-his3 31695  ax-his4 31696  ax-hcompl 31813

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-1o 8484  df-2o 8485  df-oadd 8488  df-omul 8489  df-er 8725  df-map 8857  df-pm 8858  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-fin 8985  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9511  df-card 10027  df-acn 10030  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-n0 12614  df-z 12701  df-uz 12973  df-q 13083  df-rp 13128  df-xneg 13248  df-xadd 13249  df-xmul 13250  df-ico 13489  df-icc 13490  df-fz 13647  df-fl 13939  df-seq 14152  df-exp 14212  df-cj 15275  df-re 15276  df-im 15277  df-sqrt 15411  df-abs 15412  df-clim 15664  df-rlim 15665  df-rest 17602  df-topgen 17623  df-psmet 21679  df-xmet 21680  df-met 21681  df-bl 21682  df-mopn 21683  df-fbas 21684  df-fg 21685  df-top 23221  df-topon 23238  df-bases 23273  df-cld 23346  df-ntr 23347  df-cls 23348  df-nei 23425  df-lm 23556  df-haus 23642  df-fil 24174  df-fm 24266  df-flim 24267  df-flf 24268  df-cfil 25585  df-cau 25586  df-cmet 25587  df-grpo 31104  df-gid 31105  df-ginv 31106  df-gdiv 31107  df-ablo 31156  df-vc 31170  df-nv 31203  df-va 31206  df-ba 31207  df-sm 31208  df-0v 31209  df-vs 31210  df-nmcv 31211  df-ims 31212  df-ssp 31333  df-ph 31424  df-cbn 31474  df-hnorm 31579  df-hba 31580  df-hvsub 31582  df-hlim 31583  df-hcau 31584  df-sh 31818  df-ch 31832  df-oc 31863  df-ch0 31864

This theorem is used by:  pjhth  32004  omlsii  32014