Theorem pjssposi 31858

Description: Projector ordering can be expressed by the subset relationship between their projection subspaces. (i)<->(iii) of Theorem 29.2 of [Halmos] p. 48. (Contributed by NM, 2-Jun-2006.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

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

Assertion

Ref	Expression
pjssposi	⊢ (∀𝑥 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) ↔ 𝐺 ⊆ 𝐻)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐻   𝑥,𝐺

Proof of Theorem pjssposi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pjco.2	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐻 ∈ Cℋ
2	1	pjhcli 31104	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ∈ ℋ)
3		normcl 30811	. . . . . . 7 ⊢ (((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ∈ ℋ → (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)) ∈ ℝ)
4	2, 3	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)) ∈ ℝ)
5	4	resqcld 14097	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2) ∈ ℝ)
6		pjco.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐺 ∈ Cℋ
7	6	pjhcli 31104	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℋ)
8		normcl 30811	. . . . . . 7 ⊢ (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℋ → (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℝ)
9	7, 8	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℝ)
10	9	resqcld 14097	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2) ∈ ℝ)
11	5, 10	subge0d 11811	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (0 ≤ (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2) − ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2)) ↔ ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2) ≤ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2)))
12	1	pjfi 31390	. . . . . . . 8 ⊢ (projℎ‘𝐻): ℋ⟶ ℋ
13	6	pjfi 31390	. . . . . . . 8 ⊢ (projℎ‘𝐺): ℋ⟶ ℋ
14		hodval 31428	. . . . . . . 8 ⊢ (((projℎ‘𝐻): ℋ⟶ ℋ ∧ (projℎ‘𝐺): ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) = (((projℎ‘𝐻)‘𝑥) −ℎ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥)))
15	12, 13, 14	mp3an12 1450	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) = (((projℎ‘𝐻)‘𝑥) −ℎ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥)))
16	15	oveq1d 7427	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) = ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) −ℎ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ·ih 𝑥))
17		id 22	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → 𝑥 ∈ ℋ)
18		his2sub 30778	. . . . . . 7 ⊢ ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ∈ ℋ ∧ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) −ℎ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ·ih 𝑥) = ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ·ih 𝑥) − (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ·ih 𝑥)))
19	2, 7, 17, 18	syl3anc 1370	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) −ℎ ((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ·ih 𝑥) = ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ·ih 𝑥) − (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ·ih 𝑥)))
20	1	pjinormi 31373	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ·ih 𝑥) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2))
21	6	pjinormi 31373	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ·ih 𝑥) = ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2))
22	20, 21	oveq12d 7430	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ·ih 𝑥) − (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ·ih 𝑥)) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2) − ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2)))
23	16, 19, 22	3eqtrd 2775	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) = (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2) − ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2)))
24	23	breq2d 5160	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) ↔ 0 ≤ (((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2) − ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2))))
25		normge0 30812	. . . . . 6 ⊢ (((projℎ‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)))
26	7, 25	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)))
27		normge0 30812	. . . . . 6 ⊢ (((projℎ‘𝐻)‘𝑥) ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)))
28	2, 27	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → 0 ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)))
29	9, 4, 26, 28	le2sqd 14227	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)) ↔ ((normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥))↑2) ≤ ((normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))↑2)))
30	11, 24, 29	3bitr4d 311	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ℋ → (0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) ↔ (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥))))
31	30	ralbiia 3090	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)))
32	6, 1	pjnormssi 31854	. 2 ⊢ (𝐺 ⊆ 𝐻 ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ (normℎ‘((projℎ‘𝐺)‘𝑥)) ≤ (normℎ‘((projℎ‘𝐻)‘𝑥)))
33	31, 32	bitr4i 278	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℋ 0 ≤ ((((projℎ‘𝐻) −op (projℎ‘𝐺))‘𝑥) ·ih 𝑥) ↔ 𝐺 ⊆ 𝐻)

Syntax hints:   ↔ wb 205   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∀wral 3060   ⊆ wss 3948   class class class wbr 5148  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7412  ℝcr 11115  0cc0 11116   ≤ cle 11256   − cmin 11451  2c2 12274  ↑cexp 14034   ℋchba 30605   ·_ih csp 30608  norm_ℎcno 30609   −_ℎ cmv 30611   C_ℋ cch 30615  proj_ℎcpjh 30623   −_op chod 30626

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-inf2 9642  ax-cc 10436  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194  ax-addf 11195  ax-mulf 11196  ax-hilex 30685  ax-hfvadd 30686  ax-hvcom 30687  ax-hvass 30688  ax-hv0cl 30689  ax-hvaddid 30690  ax-hfvmul 30691  ax-hvmulid 30692  ax-hvmulass 30693  ax-hvdistr1 30694  ax-hvdistr2 30695  ax-hvmul0 30696  ax-hfi 30765  ax-his1 30768  ax-his2 30769  ax-his3 30770  ax-his4 30771  ax-hcompl 30888

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  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 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8152  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-2o 8473  df-oadd 8476  df-omul 8477  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8898  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-fsupp 9368  df-fi 9412  df-sup 9443  df-inf 9444  df-oi 9511  df-card 9940  df-acn 9943  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-4 12284  df-5 12285  df-6 12286  df-7 12287  df-8 12288  df-9 12289  df-n0 12480  df-z 12566  df-dec 12685  df-uz 12830  df-q 12940  df-rp 12982  df-xneg 13099  df-xadd 13100  df-xmul 13101  df-ioo 13335  df-ico 13337  df-icc 13338  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-fl 13764  df-seq 13974  df-exp 14035  df-hash 14298  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-clim 15439  df-rlim 15440  df-sum 15640  df-struct 17087  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-mulr 17218  df-starv 17219  df-sca 17220  df-vsca 17221  df-ip 17222  df-tset 17223  df-ple 17224  df-ds 17226  df-unif 17227  df-hom 17228  df-cco 17229  df-rest 17375  df-topn 17376  df-0g 17394  df-gsum 17395  df-topgen 17396  df-pt 17397  df-prds 17400  df-xrs 17455  df-qtop 17460  df-imas 17461  df-xps 17463  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-submnd 18712  df-mulg 18994  df-cntz 19229  df-cmn 19698  df-psmet 21225  df-xmet 21226  df-met 21227  df-bl 21228  df-mopn 21229  df-fbas 21230  df-fg 21231  df-cnfld 21234  df-top 22716  df-topon 22733  df-topsp 22755  df-bases 22769  df-cld 22843  df-ntr 22844  df-cls 22845  df-nei 22922  df-cn 23051  df-cnp 23052  df-lm 23053  df-haus 23139  df-tx 23386  df-hmeo 23579  df-fil 23670  df-fm 23762  df-flim 23763  df-flf 23764  df-xms 24146  df-ms 24147  df-tms 24148  df-cfil 25103  df-cau 25104  df-cmet 25105  df-grpo 30179  df-gid 30180  df-ginv 30181  df-gdiv 30182  df-ablo 30231  df-vc 30245  df-nv 30278  df-va 30281  df-ba 30282  df-sm 30283  df-0v 30284  df-vs 30285  df-nmcv 30286  df-ims 30287  df-dip 30387  df-ssp 30408  df-ph 30499  df-cbn 30549  df-hnorm 30654  df-hba 30655  df-hvsub 30657  df-hlim 30658  df-hcau 30659  df-sh 30893  df-ch 30907  df-oc 30938  df-ch0 30939  df-shs 30994  df-pjh 31081  df-hodif 31418

This theorem is referenced by:  pjordi  31859  pjssdif2i  31860  pjssdif1i  31861