HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  riesz3i Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem riesz3i 32664
Description: A continuous linear functional can be expressed as an inner product. Existence part of Theorem 3.9 of [Beran] p. 104. (Contributed by NM, 13-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nlelch.1 𝑇 ∈ LinFn
nlelch.2 𝑇 ∈ ContFn
Assertion
Ref Expression
riesz3i ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤)
Distinct variable group:   𝑤,𝑣,𝑇

Proof of Theorem riesz3i
Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-hv0cl 31605 . . 3 0ℎ ∈ ℋ
2 nlelch.1 . . . . . . 7 𝑇 ∈ LinFn
32lnfnfi 32643 . . . . . 6 𝑇: ℋ⟶ℂ
4 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (⊥‘(⊥‘(null‘𝑇))) = (⊥‘0ℋ))
5 nlelch.2 . . . . . . . . . . 11 𝑇 ∈ ContFn
62, 5nlelchi 32663 . . . . . . . . . 10 (null‘𝑇) ∈ Cℋ
76ococi 32007 . . . . . . . . 9 (⊥‘(⊥‘(null‘𝑇))) = (null‘𝑇)
8 choc0 31928 . . . . . . . . 9 (⊥‘0ℋ) = ℋ
94, 7, 83eqtr3g 2819 . . . . . . . 8 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (null‘𝑇) = ℋ)
109eleq2d 2847 . . . . . . 7 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (𝑣 ∈ (null‘𝑇) ↔ 𝑣 ∈ ℋ))
1110biimpar 483 . . . . . 6 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑣 ∈ (null‘𝑇))
12 elnlfn2 32531 . . . . . 6 ((𝑇: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑣 ∈ (null‘𝑇)) → (𝑇‘𝑣) = 0)
133, 11, 12sylancr 599 . . . . 5 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) = 0)
14 hi02 31699 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ℋ → (𝑣 ·ih 0ℎ) = 0)
1514adantl 487 . . . . 5 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 0ℎ) = 0)
1613, 15eqtr4d 2799 . . . 4 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
1716ralrimiva 3155 . . 3 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
18 oveq2 7428 . . . . . 6 (𝑤 = 0ℎ → (𝑣 ·ih 𝑤) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
1918eqeq2d 2772 . . . . 5 (𝑤 = 0ℎ → ((𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ)))
2019ralbidv 3186 . . . 4 (𝑤 = 0ℎ → (∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ)))
2120rspcev 3577 . . 3 ((0ℎ ∈ ℋ ∧ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ)) → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
221, 17, 21sylancr 599 . 2 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
236choccli 31909 . . . 4 (⊥‘(null‘𝑇)) ∈ Cℋ
2423chne0i 32055 . . 3 ((⊥‘(null‘𝑇)) ≠ 0ℋ ↔ ∃𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))𝑢 ≠ 0ℎ)
2523cheli 31834 . . . . 5 (𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) → 𝑢 ∈ ℋ)
263ffvelcdmi 7083 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 ∈ ℋ → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
2726adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
28 hicl 31682 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
2928anidms 577 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 ∈ ℋ → (𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
3029adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
31 his6 31701 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 ∈ ℋ → ((𝑢 ·ih 𝑢) = 0 ↔ 𝑢 = 0ℎ))
3231necon3bid 3000 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 ∈ ℋ → ((𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0 ↔ 𝑢 ≠ 0ℎ))
3332biimpar 483 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0)
3427, 30, 33divcld 12093 . . . . . . . . . 10 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
3534cjcld 15363 . . . . . . . . 9 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ∈ ℂ)
36 simpl 488 . . . . . . . . 9 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → 𝑢 ∈ ℋ)
37 hvmulcl 31615 . . . . . . . . 9 (((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
3835, 36, 37syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
3938adantll 727 . . . . . . 7 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
40 hvmulcl 31615 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑇‘𝑢) ∈ ℂ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ∈ ℋ)
4126, 40sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ∈ ℋ)
423ffvelcdmi 7083 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 ∈ ℋ → (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ)
43 hvmulcl 31615 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
4442, 43sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
4544ancoms 464 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ)
46 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑢 ∈ ℋ)
47 his2sub 31694 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ∈ ℋ ∧ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ·ih 𝑢) − (((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ·ih 𝑢)))
4841, 45, 46, 47syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ·ih 𝑢) − (((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ·ih 𝑢)))
4926adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
50 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑣 ∈ ℋ)
51 ax-his3 31686 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑇‘𝑢) ∈ ℂ ∧ 𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ·ih 𝑢) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
5249, 50, 46, 51syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ·ih 𝑢) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
5342adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ)
54 ax-his3 31686 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ·ih 𝑢) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)))
5553, 46, 46, 54syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ·ih 𝑢) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)))
5652, 55oveq12d 7438 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ·ih 𝑢) − (((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ·ih 𝑢)) = (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
5748, 56eqtr2d 2797 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢))
5857adantll 727 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢))
59 hvsubcl 31619 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ∈ ℋ ∧ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ ℋ)
6041, 45, 59syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ ℋ)
612lnfnsubi 32648 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) ∈ ℋ ∧ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ) → (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = ((𝑇‘((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣)) − (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))))
6241, 45, 61syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = ((𝑇‘((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣)) − (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))))
632lnfnmuli 32646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑇‘𝑢) ∈ ℂ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
6426, 63sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
652lnfnmuli 32646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑇‘𝑢)))
66 mulcom 11286 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ) → ((𝑇‘𝑣) · (𝑇‘𝑢)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
6726, 66sylan2 605 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑣) · (𝑇‘𝑢)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
6865, 67eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
6942, 68sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
7069ancoms 464 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) = ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)))
7164, 70oveq12d 7438 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣)) − (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = (((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)) − ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣))))
72 mulcl 11284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑇‘𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)) ∈ ℂ)
7326, 42, 72syl2an 608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)) ∈ ℂ)
7473subidd 11657 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)) − ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣))) = 0)
7562, 71, 743eqtrd 2800 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = 0)
76 elnlfn 32530 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑇: ℋ⟶ℂ → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ (null‘𝑇) ↔ ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ ℋ ∧ (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = 0)))
773, 76ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ (null‘𝑇) ↔ ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ ℋ ∧ (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = 0))
7860, 75, 77sylanbrc 595 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ (null‘𝑇))
796chssii 31833 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (null‘𝑇) ⊆ ℋ
80 ocorth 31893 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((null‘𝑇) ⊆ ℋ → (((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ (null‘𝑇) ∧ 𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = 0))
8179, 80ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ∈ (null‘𝑇) ∧ 𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = 0)
8278, 81sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = 0)
8382ancoms 464 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ (𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ)) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = 0)
8483anassrs 473 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) ·ih 𝑢) = 0)
8558, 84eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = 0)
86 hicl 31682 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
8786ancoms 464 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
8849, 87mulcld 11329 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
89 mulcl 11284 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ (𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ) → ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
9042, 29, 89syl2anr 609 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
9188, 90subeq0ad 11677 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = 0 ↔ ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
9291adantll 727 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = 0 ↔ ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
9385, 92mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)))
9493adantlr 728 . . . . . . . . . 10 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢)))
9588adantlr 728 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
9642adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ)
9730, 33jca 521 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ((𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0))
9897adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0))
99 divmul3 11979 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ ∧ (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ ((𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0)) → ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑇‘𝑣) ↔ ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
10095, 96, 98, 99syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑇‘𝑣) ↔ ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
101100adantlll 731 . . . . . . . . . 10 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑇‘𝑣) ↔ ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))))
10294, 101mpbird 260 . . . . . . . . 9 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑇‘𝑣))
10327adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
10487adantlr 728 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
105 div23 11993 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑇‘𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ ∧ ((𝑢 ·ih 𝑢) ∈ ℂ ∧ (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0)) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
106103, 104, 98, 105syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
10734adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
108 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑣 ∈ ℋ)
109 simpll 779 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑢 ∈ ℋ)
110 his52 31689 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ ∧ 𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)) = (((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
111107, 108, 109, 110syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)) = (((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) · (𝑣 ·ih 𝑢)))
112106, 111eqtr4d 2799 . . . . . . . . . 10 (((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
113112adantlll 731 . . . . . . . . 9 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) / (𝑢 ·ih 𝑢)) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
114102, 113eqtr3d 2798 . . . . . . . 8 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
115114ralrimiva 3155 . . . . . . 7 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
116 oveq2 7428 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) → (𝑣 ·ih 𝑤) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
117116eqeq2d 2772 . . . . . . . . 9 (𝑤 = ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) → ((𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢))))
118117ralbidv 3186 . . . . . . . 8 (𝑤 = ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) → (∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢))))
119118rspcev 3577 . . . . . . 7 ((((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) ∈ ℋ ∧ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢))) → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
12039, 115, 119syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
121120ex 418 . . . . 5 ((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑢 ≠ 0ℎ → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤)))
12225, 121mpdan 700 . . . 4 (𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) → (𝑢 ≠ 0ℎ → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤)))
123122rexlimiv 3157 . . 3 (∃𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))𝑢 ≠ 0ℎ → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
12424, 123sylbi 220 . 2 ((⊥‘(null‘𝑇)) ≠ 0ℋ → ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤))
12522, 124pm2.61ine 3039 1 ∃𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ⊆ wss 3899  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11198  0cc0 11200   · cmul 11205   − cmin 11541   / cdiv 11973  ∗ccj 15263   ℋchba 31521   ·ℎ csm 31523   ·ih csp 31524  0ℎc0v 31526   −ℎ cmv 31527  ⊥cort 31532  0ℋc0h 31537  nullcnl 31554  ContFnccnfn 31555  LinFnclf 31556
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cc 10513  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279  ax-mulf 11280  ax-hilex 31601  ax-hfvadd 31602  ax-hvcom 31603  ax-hvass 31604  ax-hv0cl 31605  ax-hvaddid 31606  ax-hfvmul 31607  ax-hvmulid 31608  ax-hvmulass 31609  ax-hvdistr1 31610  ax-hvdistr2 31611  ax-hvmul0 31612  ax-hfi 31681  ax-his1 31684  ax-his2 31685  ax-his3 31686  ax-his4 31687  ax-hcompl 31804
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  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 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  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 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-oadd 8480  df-omul 8481  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-acn 10023  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ioo 13480  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-mulg 19278  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-nei 23416  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-lm 23547  df-haus 23633  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641  df-cfil 25576  df-cau 25577  df-cmet 25578  df-grpo 31095  df-gid 31096  df-ginv 31097  df-gdiv 31098  df-ablo 31147  df-vc 31161  df-nv 31194  df-va 31197  df-ba 31198  df-sm 31199  df-0v 31200  df-vs 31201  df-nmcv 31202  df-ims 31203  df-dip 31303  df-ssp 31324  df-ph 31415  df-cbn 31465  df-hnorm 31570  df-hba 31571  df-hvsub 31573  df-hlim 31574  df-hcau 31575  df-sh 31809  df-ch 31823  df-oc 31854  df-ch0 31855  df-nlfn 32448  df-cnfn 32449  df-lnfn 32450
This theorem is used by:  riesz4i  32665  riesz1  32667
  Copyright terms: Public domain W3C validator