Theorem pjssdif1i 32493

Description: A necessary and sufficient condition for the difference between two projectors to be a projector. Part 1 of Theorem 29.3 of [Halmos] p. 48 (shortened with pjssposi 32490). (Contributed by NM, 2-Jun-2006.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
pjco.1	⊢ 𝐺 ∈ Cℋ
pjco.2	⊢ 𝐻 ∈ Cℋ

Assertion

Ref	Expression
pjssdif1i	⊢ (𝐺 ⊆ 𝐻 ↔ ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ)

Proof of Theorem pjssdif1i

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pjco.1	. . 3 ⊢ 𝐺 ∈ Cℋ
2		pjco.2	. . 3 ⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
3	1, 2	pjssdif2i 32492	. 2 ⊢ (𝐺 ⊆ 𝐻 ↔ ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))))
4		pjmfn 32033	. . . . 5 ⊢ projℎ Fn Cℋ
5	1	choccli 31625	. . . . . 6 ⊢ (⊥‘𝐺) ∈ Cℋ
6	2, 5	chincli 31778	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∩ (⊥‘𝐺)) ∈ Cℋ
7		fnfvelrn 7075	. . . . 5 ⊢ ((projℎ Fn Cℋ ∧ (𝐻 ∩ (⊥‘𝐺)) ∈ Cℋ ) → (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) ∈ ran projℎ)
8	4, 6, 7	mp2an 704	. . . 4 ⊢ (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) ∈ ran projℎ
9		eleq1 2849	. . . 4 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) → (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ ↔ (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) ∈ ran projℎ))
10	8, 9	mpbiri 261	. . 3 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) → ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ)
11		fvelrnb 6941	. . . . . 6 ⊢ (projℎ Fn Cℋ → (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ ↔ ∃𝑥 ∈ Cℋ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))))
12	4, 11	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ ↔ ∃𝑥 ∈ Cℋ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)))
13		pjige0 32009	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ Cℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → 0 ≤ (((projℎ‘𝑥)‘𝑦) ·ih 𝑦))
14	13	adantlr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ Cℋ ∧ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → 0 ≤ (((projℎ‘𝑥)‘𝑦) ·ih 𝑦))
15		fveq1 6880	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) → ((projℎ‘𝑥)‘𝑦) = (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦))
16	15	oveq1d 7425	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) → (((projℎ‘𝑥)‘𝑦) ·ih 𝑦) = ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦))
17	16	breq2d 5120	. . . . . . . . 9 ⊢ ((projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) → (0 ≤ (((projℎ‘𝑥)‘𝑦) ·ih 𝑦) ↔ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦)))
18	17	ad2antlr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ Cℋ ∧ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (0 ≤ (((projℎ‘𝑥)‘𝑦) ·ih 𝑦) ↔ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦)))
19	14, 18	mpbid 235	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ Cℋ ∧ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦))
20	19	ralrimiva 3155	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ Cℋ ∧ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))) → ∀𝑦 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦))
21	20	rexlimiva 3156	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ Cℋ (projℎ‘𝑥) = ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) → ∀𝑦 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦))
22	12, 21	sylbi 220	. . . 4 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ → ∀𝑦 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦))
23	1, 2	pjssposi 32490	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦) ↔ 𝐺 ⊆ 𝐻)
24	23, 3	bitri 278	. . . 4 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑦) ·ih 𝑦) ↔ ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))))
25	22, 24	sylib 221	. . 3 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ → ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))))
26	10, 25	impbii 212	. 2 ⊢ (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) = (projℎ‘(𝐻 ∩ (⊥‘𝐺))) ↔ ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ)
27	3, 26	bitri 278	1 ⊢ (𝐺 ⊆ 𝐻 ↔ ((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺)) ∈ ran projℎ)

Syntax hints:   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1568   ∈ wcel 2141  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ∩ cin 3903   ⊆ wss 3904   class class class wbr 5108  ran crn 5662   Fn wfn 6531  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  0cc0 11099   ≤ cle 11243   ℋchba 31237   ·_ih csp 31240   C_ℋ cch 31247  ⊥cort 31248  proj_ℎcpjh 31255   −_op chod 31258

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9609  ax-cc 10418  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-pre-sup 11177  ax-addf 11178  ax-mulf 11179  ax-hilex 31317  ax-hfvadd 31318  ax-hvcom 31319  ax-hvass 31320  ax-hv0cl 31321  ax-hvaddid 31322  ax-hfvmul 31323  ax-hvmulid 31324  ax-hvmulass 31325  ax-hvdistr1 31326  ax-hvdistr2 31327  ax-hvmul0 31328  ax-hfi 31397  ax-his1 31400  ax-his2 31401  ax-his3 31402  ax-his4 31403  ax-hcompl 31520

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2095  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7674  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-oadd 8456  df-omul 8457  df-er 8693  df-map 8825  df-pm 8826  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9321  df-fi 9370  df-sup 9401  df-inf 9402  df-oi 9471  df-card 9924  df-acn 9927  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11871  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-q 12972  df-rp 13016  df-xneg 13136  df-xadd 13137  df-xmul 13138  df-ioo 13375  df-ico 13377  df-icc 13378  df-fz 13535  df-fzo 13682  df-fl 13824  df-seq 14037  df-exp 14097  df-hash 14366  df-cj 15149  df-re 15150  df-im 15151  df-sqrt 15285  df-abs 15286  df-clim 15538  df-rlim 15539  df-sum 15737  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-starv 17324  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ds 17331  df-unif 17332  df-hom 17333  df-cco 17334  df-rest 17474  df-topn 17475  df-0g 17493  df-gsum 17494  df-topgen 17495  df-pt 17496  df-prds 17499  df-xrs 17555  df-qtop 17560  df-imas 17561  df-xps 17563  df-mre 17637  df-mrc 17638  df-acs 17640  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-submnd 18841  df-mulg 19133  df-cntz 19386  df-cmn 19851  df-psmet 21493  df-xmet 21494  df-met 21495  df-bl 21496  df-mopn 21497  df-fbas 21498  df-fg 21499  df-cnfld 21502  df-top 23030  df-topon 23047  df-topsp 23069  df-bases 23082  df-cld 23155  df-ntr 23156  df-cls 23157  df-nei 23234  df-cn 23363  df-cnp 23364  df-lm 23365  df-haus 23451  df-tx 23698  df-hmeo 23891  df-fil 23982  df-fm 24074  df-flim 24075  df-flf 24076  df-xms 24456  df-ms 24457  df-tms 24458  df-cfil 25393  df-cau 25394  df-cmet 25395  df-grpo 30811  df-gid 30812  df-ginv 30813  df-gdiv 30814  df-ablo 30863  df-vc 30877  df-nv 30910  df-va 30913  df-ba 30914  df-sm 30915  df-0v 30916  df-vs 30917  df-nmcv 30918  df-ims 30919  df-dip 31019  df-ssp 31040  df-ph 31131  df-cbn 31181  df-hnorm 31286  df-hba 31287  df-hvsub 31289  df-hlim 31290  df-hcau 31291  df-sh 31525  df-ch 31539  df-oc 31570  df-ch0 31571  df-shs 31626  df-pjh 31713  df-hodif 32050

This theorem is referenced by: (None)