Theorem pjneli 31605

Description: If a vector does not belong to subspace, the norm of its projection is less than its norm. (Contributed by NM, 27-Oct-1999.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
pjnorm.1	⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
pjnorm.2	⊢ 𝐴 ∈ ℋ

Assertion

Ref	Expression
pjneli	⊢ (¬ 𝐴 ∈ 𝐻 ↔ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) < (normℎ‘𝐴))

Proof of Theorem pjneli

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pjnorm.1	. . . 4 ⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
2		pjnorm.2	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ ℋ
3	1, 2	pjnormi 31603	. . 3 ⊢ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) ≤ (normℎ‘𝐴)
4	3	biantrur 529	. 2 ⊢ ((normℎ‘𝐴) ≠ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) ↔ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) ≤ (normℎ‘𝐴) ∧ (normℎ‘𝐴) ≠ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))))
5	1, 2	pjoc1i 31313	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐻 ↔ ((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) = 0ℎ)
6	1, 2	pjpythi 31604	. . . . . 6 ⊢ ((normℎ‘𝐴)↑2) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2))
7		sq0 14191	. . . . . . . 8 ⊢ (0↑2) = 0
8	7	oveq2i 7430	. . . . . . 7 ⊢ (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + (0↑2)) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + 0)
9	1, 2	pjhclii 31304	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((projℎ‘𝐻)‘𝐴) ∈ ℋ
10	9	normcli 31013	. . . . . . . . . 10 ⊢ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) ∈ ℝ
11	10	resqcli 14185	. . . . . . . . 9 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) ∈ ℝ
12	11	recni 11260	. . . . . . . 8 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) ∈ ℂ
13	12	addridi 11433	. . . . . . 7 ⊢ (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + 0) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2)
14	8, 13	eqtr2i 2754	. . . . . 6 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + (0↑2))
15	6, 14	eqeq12i 2743	. . . . 5 ⊢ (((normℎ‘𝐴)↑2) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) ↔ (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2)) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + (0↑2)))
16	1	choccli 31189	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⊥‘𝐻) ∈ Cℋ
17	16, 2	pjhclii 31304	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) ∈ ℋ
18	17	normcli 31013	. . . . . . . . 9 ⊢ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)) ∈ ℝ
19	18	resqcli 14185	. . . . . . . 8 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2) ∈ ℝ
20	19	recni 11260	. . . . . . 7 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2) ∈ ℂ
21		0cn 11238	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ ℂ
22	21	sqcli 14180	. . . . . . 7 ⊢ (0↑2) ∈ ℂ
23	12, 20, 22	addcani 11439	. . . . . 6 ⊢ ((((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2)) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + (0↑2)) ↔ ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2) = (0↑2))
24		normge0 31008	. . . . . . . 8 ⊢ (((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)))
25	17, 24	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))
26		0le0 12346	. . . . . . 7 ⊢ 0 ≤ 0
27		0re 11248	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ ℝ
28	18, 27	sq11i 14190	. . . . . . 7 ⊢ ((0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)) ∧ 0 ≤ 0) → (((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2) = (0↑2) ↔ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)) = 0))
29	25, 26, 28	mp2an 690	. . . . . 6 ⊢ (((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2) = (0↑2) ↔ (normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)) = 0)
30	17	norm-i-i 31015	. . . . . 6 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴)) = 0 ↔ ((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) = 0ℎ)
31	23, 29, 30	3bitri 296	. . . . 5 ⊢ ((((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + ((normℎ‘((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴))↑2)) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) + (0↑2)) ↔ ((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) = 0ℎ)
32	15, 31	bitr2i 275	. . . 4 ⊢ (((projℎ‘(⊥‘𝐻))‘𝐴) = 0ℎ ↔ ((normℎ‘𝐴)↑2) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2))
33		normge0 31008	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘𝐴))
34	2, 33	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ 0 ≤ (normℎ‘𝐴)
35		normge0 31008	. . . . . 6 ⊢ (((projℎ‘𝐻)‘𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)))
36	9, 35	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))
37	2	normcli 31013	. . . . . 6 ⊢ (normℎ‘𝐴) ∈ ℝ
38	37, 10	sq11i 14190	. . . . 5 ⊢ ((0 ≤ (normℎ‘𝐴) ∧ 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))) → (((normℎ‘𝐴)↑2) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) ↔ (normℎ‘𝐴) = (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))))
39	34, 36, 38	mp2an 690	. . . 4 ⊢ (((normℎ‘𝐴)↑2) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))↑2) ↔ (normℎ‘𝐴) = (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)))
40	5, 32, 39	3bitri 296	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐻 ↔ (normℎ‘𝐴) = (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)))
41	40	necon3bbii 2977	. 2 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ 𝐻 ↔ (normℎ‘𝐴) ≠ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)))
42	10, 37	ltleni 11364	. 2 ⊢ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) < (normℎ‘𝐴) ↔ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) ≤ (normℎ‘𝐴) ∧ (normℎ‘𝐴) ≠ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴))))
43	4, 41, 42	3bitr4i 302	1 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ 𝐻 ↔ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝐴)) < (normℎ‘𝐴))

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2929   class class class wbr 5149  ‘cfv 6549  (class class class)co 7419  0cc0 11140   + caddc 11143   < clt 11280   ≤ cle 11281  2c2 12300  ↑cexp 14062   ℋchba 30801  norm_ℎcno 30805  0_ℎc0v 30806   C_ℋ cch 30811  ⊥cort 30812  proj_ℎcpjh 30819

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7741  ax-inf2 9666  ax-cc 10460  ax-cnex 11196  ax-resscn 11197  ax-1cn 11198  ax-icn 11199  ax-addcl 11200  ax-addrcl 11201  ax-mulcl 11202  ax-mulrcl 11203  ax-mulcom 11204  ax-addass 11205  ax-mulass 11206  ax-distr 11207  ax-i2m1 11208  ax-1ne0 11209  ax-1rid 11210  ax-rnegex 11211  ax-rrecex 11212  ax-cnre 11213  ax-pre-lttri 11214  ax-pre-lttrn 11215  ax-pre-ltadd 11216  ax-pre-mulgt0 11217  ax-pre-sup 11218  ax-addf 11219  ax-mulf 11220  ax-hilex 30881  ax-hfvadd 30882  ax-hvcom 30883  ax-hvass 30884  ax-hv0cl 30885  ax-hvaddid 30886  ax-hfvmul 30887  ax-hvmulid 30888  ax-hvmulass 30889  ax-hvdistr1 30890  ax-hvdistr2 30891  ax-hvmul0 30892  ax-hfi 30961  ax-his1 30964  ax-his2 30965  ax-his3 30966  ax-his4 30967  ax-hcompl 31084

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2930  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3419  df-v 3463  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3964  df-nul 4323  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4910  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6307  df-ord 6374  df-on 6375  df-lim 6376  df-suc 6377  df-iota 6501  df-fun 6551  df-fn 6552  df-f 6553  df-f1 6554  df-fo 6555  df-f1o 6556  df-fv 6557  df-isom 6558  df-riota 7375  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7685  df-om 7872  df-1st 7994  df-2nd 7995  df-supp 8166  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-2o 8488  df-oadd 8491  df-omul 8492  df-er 8725  df-map 8847  df-pm 8848  df-ixp 8917  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-fsupp 9388  df-fi 9436  df-sup 9467  df-inf 9468  df-oi 9535  df-card 9964  df-acn 9967  df-pnf 11282  df-mnf 11283  df-xr 11284  df-ltxr 11285  df-le 11286  df-sub 11478  df-neg 11479  df-div 11904  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-7 12313  df-8 12314  df-9 12315  df-n0 12506  df-z 12592  df-dec 12711  df-uz 12856  df-q 12966  df-rp 13010  df-xneg 13127  df-xadd 13128  df-xmul 13129  df-ioo 13363  df-ico 13365  df-icc 13366  df-fz 13520  df-fzo 13663  df-fl 13793  df-seq 14003  df-exp 14063  df-hash 14326  df-cj 15082  df-re 15083  df-im 15084  df-sqrt 15218  df-abs 15219  df-clim 15468  df-rlim 15469  df-sum 15669  df-struct 17119  df-sets 17136  df-slot 17154  df-ndx 17166  df-base 17184  df-ress 17213  df-plusg 17249  df-mulr 17250  df-starv 17251  df-sca 17252  df-vsca 17253  df-ip 17254  df-tset 17255  df-ple 17256  df-ds 17258  df-unif 17259  df-hom 17260  df-cco 17261  df-rest 17407  df-topn 17408  df-0g 17426  df-gsum 17427  df-topgen 17428  df-pt 17429  df-prds 17432  df-xrs 17487  df-qtop 17492  df-imas 17493  df-xps 17495  df-mre 17569  df-mrc 17570  df-acs 17572  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-submnd 18744  df-mulg 19032  df-cntz 19280  df-cmn 19749  df-psmet 21288  df-xmet 21289  df-met 21290  df-bl 21291  df-mopn 21292  df-fbas 21293  df-fg 21294  df-cnfld 21297  df-top 22840  df-topon 22857  df-topsp 22879  df-bases 22893  df-cld 22967  df-ntr 22968  df-cls 22969  df-nei 23046  df-cn 23175  df-cnp 23176  df-lm 23177  df-haus 23263  df-tx 23510  df-hmeo 23703  df-fil 23794  df-fm 23886  df-flim 23887  df-flf 23888  df-xms 24270  df-ms 24271  df-tms 24272  df-cfil 25227  df-cau 25228  df-cmet 25229  df-grpo 30375  df-gid 30376  df-ginv 30377  df-gdiv 30378  df-ablo 30427  df-vc 30441  df-nv 30474  df-va 30477  df-ba 30478  df-sm 30479  df-0v 30480  df-vs 30481  df-nmcv 30482  df-ims 30483  df-dip 30583  df-ssp 30604  df-ph 30695  df-cbn 30745  df-hnorm 30850  df-hba 30851  df-hvsub 30853  df-hlim 30854  df-hcau 30855  df-sh 31089  df-ch 31103  df-oc 31134  df-ch0 31135  df-shs 31190  df-pjh 31277

This theorem is referenced by:  pjnel  31608