Theorem pjhthlem2 28795

Description: Lemma for pjhth 28796. (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 474	. . . . 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 28633	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐻 → 𝑥 ∈ ℋ)
5	4	ad2antrl 719	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → 𝑥 ∈ ℋ)
6		hvsubcl 28418	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ)
7	2, 5, 6	syl2anc 579	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ ℋ)
8	2	adantr 474	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝐴 ∈ ℋ)
9		simplrl 795	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝑥 ∈ 𝐻)
10		simpr 479	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) ∧ 𝑦 ∈ 𝐻) → 𝑦 ∈ 𝐻)
11		simplrr 796	. . . . . 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 2825	. . . . . 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 28794	. . . . 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 3175	. . . 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 28628	. . . . 5 ⊢ 𝐻 ∈ Sℋ
16		shocel 28685	. . . . 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 578	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻))
19		hvpncan3 28443	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)) = 𝐴)
20	5, 2, 19	syl2anc 579	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)) = 𝐴)
21	20	eqcomd 2831	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → 𝐴 = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)))
22		oveq2 6913	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐴 −ℎ 𝑥) → (𝑥 +ℎ 𝑦) = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥)))
23	22	rspceeqv 3544	. . 3 ⊢ (((𝐴 −ℎ 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ∧ 𝐴 = (𝑥 +ℎ (𝐴 −ℎ 𝑥))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
24	18, 21, 23	syl2anc 579	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐻 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))
25		df-hba 28370	. . . 4 ⊢ ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
26		eqid 2825	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ = ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩
27	26	hhvs 28571	. . . 4 ⊢ −ℎ = ( −𝑣 ‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
28	26	hhnm 28572	. . . 4 ⊢ normℎ = (normCV‘⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩)
29		eqid 2825	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ = ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩
30	29, 15	hhssba 28672	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (BaseSet‘⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩)
31	26	hhph 28579	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD
32	31	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨⟨ +ℎ , ·ℎ ⟩, normℎ⟩ ∈ CPreHilOLD)
33	26, 29	hhsst 28667	. . . . . . 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 28681	. . . . . 6 ⊢ ⟨⟨( +ℎ ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( ·ℎ ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (normℎ ↾ 𝐻)⟩ ∈ CBan
36		elin 4023	. . . . . 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 702	. . . . 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 28284	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
40		reurex 3372	. . 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 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∀𝑧 ∈ 𝐻 (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑥)) ≤ (normℎ‘(𝐴 −ℎ 𝑧)))
42	24, 41	reximddv 3226	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐻 ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 +ℎ 𝑦))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386   = wceq 1656   ∈ wcel 2164  ∀wral 3117  ∃wrex 3118  ∃!wreu 3119   ∩ cin 3797  ⟨cop 4403   class class class wbr 4873   × cxp 5340   ↾ cres 5344  ‘cfv 6123  (class class class)co 6905  ℂcc 10250  0cc0 10252  1c1 10253   + caddc 10255   ≤ cle 10392   / cdiv 11009  SubSpcss 28120  CPreHil_OLDccphlo 28211  CBanccbn 28262   ℋchba 28320   +_ℎ cva 28321   ·_ℎ csm 28322   ·_ih csp 28323  norm_ℎcno 28324   −_ℎ cmv 28326   S_ℋ csh 28329   C_ℋ cch 28330  ⊥cort 28331

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1894  ax-4 1908  ax-5 2009  ax-6 2075  ax-7 2112  ax-8 2166  ax-9 2173  ax-10 2192  ax-11 2207  ax-12 2220  ax-13 2389  ax-ext 2803  ax-rep 4994  ax-sep 5005  ax-nul 5013  ax-pow 5065  ax-pr 5127  ax-un 7209  ax-inf2 8815  ax-cc 9572  ax-cnex 10308  ax-resscn 10309  ax-1cn 10310  ax-icn 10311  ax-addcl 10312  ax-addrcl 10313  ax-mulcl 10314  ax-mulrcl 10315  ax-mulcom 10316  ax-addass 10317  ax-mulass 10318  ax-distr 10319  ax-i2m1 10320  ax-1ne0 10321  ax-1rid 10322  ax-rnegex 10323  ax-rrecex 10324  ax-cnre 10325  ax-pre-lttri 10326  ax-pre-lttrn 10327  ax-pre-ltadd 10328  ax-pre-mulgt0 10329  ax-pre-sup 10330  ax-addf 10331  ax-mulf 10332  ax-hilex 28400  ax-hfvadd 28401  ax-hvcom 28402  ax-hvass 28403  ax-hv0cl 28404  ax-hvaddid 28405  ax-hfvmul 28406  ax-hvmulid 28407  ax-hvmulass 28408  ax-hvdistr1 28409  ax-hvdistr2 28410  ax-hvmul0 28411  ax-hfi 28480  ax-his1 28483  ax-his2 28484  ax-his3 28485  ax-his4 28486  ax-hcompl 28603

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 879  df-3or 1112  df-3an 1113  df-tru 1660  df-ex 1879  df-nf 1883  df-sb 2068  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4145  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4659  df-int 4698  df-iun 4742  df-iin 4743  df-br 4874  df-opab 4936  df-mpt 4953  df-tr 4976  df-id 5250  df-eprel 5255  df-po 5263  df-so 5264  df-fr 5301  df-se 5302  df-we 5303  df-xp 5348  df-rel 5349  df-cnv 5350  df-co 5351  df-dm 5352  df-rn 5353  df-res 5354  df-ima 5355  df-pred 5920  df-ord 5966  df-on 5967  df-lim 5968  df-suc 5969  df-iota 6086  df-fun 6125  df-fn 6126  df-f 6127  df-f1 6128  df-fo 6129  df-f1o 6130  df-fv 6131  df-isom 6132  df-riota 6866  df-ov 6908  df-oprab 6909  df-mpt2 6910  df-om 7327  df-1st 7428  df-2nd 7429  df-wrecs 7672  df-recs 7734  df-rdg 7772  df-1o 7826  df-oadd 7830  df-omul 7831  df-er 8009  df-map 8124  df-pm 8125  df-en 8223  df-dom 8224  df-sdom 8225  df-fin 8226  df-fi 8586  df-sup 8617  df-inf 8618  df-oi 8684  df-card 9078  df-acn 9081  df-pnf 10393  df-mnf 10394  df-xr 10395  df-ltxr 10396  df-le 10397  df-sub 10587  df-neg 10588  df-div 11010  df-nn 11351  df-2 11414  df-3 11415  df-4 11416  df-n0 11619  df-z 11705  df-uz 11969  df-q 12072  df-rp 12113  df-xneg 12232  df-xadd 12233  df-xmul 12234  df-ico 12469  df-icc 12470  df-fz 12620  df-fl 12888  df-seq 13096  df-exp 13155  df-cj 14216  df-re 14217  df-im 14218  df-sqrt 14352  df-abs 14353  df-clim 14596  df-rlim 14597  df-rest 16436  df-topgen 16457  df-psmet 20098  df-xmet 20099  df-met 20100  df-bl 20101  df-mopn 20102  df-fbas 20103  df-fg 20104  df-top 21069  df-topon 21086  df-bases 21121  df-cld 21194  df-ntr 21195  df-cls 21196  df-nei 21273  df-lm 21404  df-haus 21490  df-fil 22020  df-fm 22112  df-flim 22113  df-flf 22114  df-cfil 23423  df-cau 23424  df-cmet 23425  df-grpo 27892  df-gid 27893  df-ginv 27894  df-gdiv 27895  df-ablo 27944  df-vc 27958  df-nv 27991  df-va 27994  df-ba 27995  df-sm 27996  df-0v 27997  df-vs 27998  df-nmcv 27999  df-ims 28000  df-ssp 28121  df-ph 28212  df-cbn 28263  df-hnorm 28369  df-hba 28370  df-hvsub 28372  df-hlim 28373  df-hcau 28374  df-sh 28608  df-ch 28622  df-oc 28653  df-ch0 28654

This theorem is referenced by:  pjhth  28796  omlsii  28806