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

Theorem riesz3i 32676
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 31617 . . 3 0ℎ ∈ ℋ
2 nlelch.1 . . . . . . 7 𝑇 ∈ LinFn
32lnfnfi 32655 . . . . . 6 𝑇: ℋ⟶ℂ
4 fveq2 6893 . . . . . . . . 9 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (⊥‘(⊥‘(null‘𝑇))) = (⊥‘0ℋ))
5 nlelch.2 . . . . . . . . . . 11 𝑇 ∈ ContFn
62, 5nlelchi 32675 . . . . . . . . . 10 (null‘𝑇) ∈ Cℋ
76ococi 32019 . . . . . . . . 9 (⊥‘(⊥‘(null‘𝑇))) = (null‘𝑇)
8 choc0 31940 . . . . . . . . 9 (⊥‘0ℋ) = ℋ
94, 7, 83eqtr3g 2821 . . . . . . . 8 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (null‘𝑇) = ℋ)
109eleq2d 2849 . . . . . . 7 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → (𝑣 ∈ (null‘𝑇) ↔ 𝑣 ∈ ℋ))
1110biimpar 483 . . . . . 6 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → 𝑣 ∈ (null‘𝑇))
12 elnlfn2 32543 . . . . . 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 31711 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ℋ → (𝑣 ·ih 0ℎ) = 0)
1514adantl 487 . . . . 5 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 0ℎ) = 0)
1613, 15eqtr4d 2801 . . . 4 (((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
1716ralrimiva 3157 . . 3 ((⊥‘(null‘𝑇)) = 0ℋ → ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
18 oveq2 7435 . . . . . 6 (𝑤 = 0ℎ → (𝑣 ·ih 𝑤) = (𝑣 ·ih 0ℎ))
1918eqeq2d 2774 . . . . 5 (𝑤 = 0ℎ → ((𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ)))
2019ralbidv 3188 . . . 4 (𝑤 = 0ℎ → (∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 𝑤) ↔ ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih 0ℎ)))
2120rspcev 3579 . . 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 31921 . . . 4 (⊥‘(null‘𝑇)) ∈ Cℋ
2423chne0i 32067 . . 3 ((⊥‘(null‘𝑇)) ≠ 0ℋ ↔ ∃𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇))𝑢 ≠ 0ℎ)
2523cheli 31846 . . . . 5 (𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) → 𝑢 ∈ ℋ)
263ffvelcdmi 7091 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 ∈ ℋ → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
2726adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (𝑇‘𝑢) ∈ ℂ)
28 hicl 31694 . . . . . . . . . . . . 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 31713 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 ∈ ℋ → ((𝑢 ·ih 𝑢) = 0 ↔ 𝑢 = 0ℎ))
3231necon3bid 3002 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 ∈ ℋ → ((𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0 ↔ 𝑢 ≠ 0ℎ))
3332biimpar 483 . . . . . . . . . . 11 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (𝑢 ·ih 𝑢) ≠ 0)
3427, 30, 33divcld 12103 . . . . . . . . . 10 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
3534cjcld 15375 . . . . . . . . 9 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → (∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ∈ ℂ)
36 simpl 488 . . . . . . . . 9 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → 𝑢 ∈ ℋ)
37 hvmulcl 31627 . . . . . . . . 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 31627 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7091 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 ∈ ℋ → (𝑇‘𝑣) ∈ ℂ)
43 hvmulcl 31627 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 31706 . . . . . . . . . . . . . . . 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 31698 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 31698 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7445 . . . . . . . . . . . . . . 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 2799 . . . . . . . . . . . . . 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 31631 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 32660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 32658 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 32658 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑇‘𝑣) ∈ ℂ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑇‘((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢)) = ((𝑇‘𝑣) · (𝑇‘𝑢)))
66 mulcom 11296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7445 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11667 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣)) − ((𝑇‘𝑢) · (𝑇‘𝑣))) = 0)
7562, 71, 743eqtrd 2802 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘(((𝑇‘𝑢) ·ℎ 𝑣) −ℎ ((𝑇‘𝑣) ·ℎ 𝑢))) = 0)
76 elnlfn 32542 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 31845 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (null‘𝑇) ⊆ ℋ
80 ocorth 31905 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) − ((𝑇‘𝑣) · (𝑢 ·ih 𝑢))) = 0)
86 hicl 31694 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑣 ∈ ℋ ∧ 𝑢 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
8786ancoms 464 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑣 ·ih 𝑢) ∈ ℂ)
8849, 87mulcld 11339 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ℋ ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑢) · (𝑣 ·ih 𝑢)) ∈ ℂ)
89 mulcl 11294 . . . . . . . . . . . . . . 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 11687 . . . . . . . . . . . . 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 11989 . . . . . . . . . . . 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 12003 . . . . . . . . . . . 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 31701 . . . . . . . . . . . 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 2801 . . . . . . . . . 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 2800 . . . . . . . 8 ((((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) ∧ 𝑣 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
115114ralrimiva 3157 . . . . . . 7 (((𝑢 ∈ (⊥‘(null‘𝑇)) ∧ 𝑢 ∈ ℋ) ∧ 𝑢 ≠ 0ℎ) → ∀𝑣 ∈ ℋ (𝑇‘𝑣) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
116 oveq2 7435 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢) → (𝑣 ·ih 𝑤) = (𝑣 ·ih ((∗‘((𝑇‘𝑢) / (𝑢 ·ih 𝑢))) ·ℎ 𝑢)))
117116eqeq2d 2774 . . . . . . . . 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 3188 . . . . . . . 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 3579 . . . . . . 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 3159 . . 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 3041 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 1569   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2958  ∀wral 3079  ∃wrex 3089   ⊆ wss 3899  ⟶wf 6542  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427  ℂcc 11208  0cc0 11210   · cmul 11215   − cmin 11551   / cdiv 11983  ∗ccj 15275   ℋchba 31533   ·ℎ csm 31535   ·ih csp 31536  0ℎc0v 31538   −ℎ cmv 31539  ⊥cort 31544  0ℋc0h 31549  nullcnl 31566  ContFnccnfn 31567  LinFnclf 31568
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-inf2 9652  ax-cc 10523  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287  ax-pre-sup 11288  ax-addf 11289  ax-mulf 11290  ax-hilex 31613  ax-hfvadd 31614  ax-hvcom 31615  ax-hvass 31616  ax-hv0cl 31617  ax-hvaddid 31618  ax-hfvmul 31619  ax-hvmulid 31620  ax-hvmulass 31621  ax-hvdistr1 31622  ax-hvdistr2 31623  ax-hvmul0 31624  ax-hfi 31693  ax-his1 31696  ax-his2 31697  ax-his3 31698  ax-his4 31699  ax-hcompl 31816
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-iin 4956  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-se 5608  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-isom 6555  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-of 7700  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-supp 8188  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-2o 8488  df-oadd 8491  df-omul 8492  df-er 8728  df-map 8860  df-pm 8861  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9365  df-fi 9413  df-sup 9444  df-inf 9445  df-oi 9514  df-card 10030  df-acn 10033  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-div 11984  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-4 12417  df-5 12418  df-6 12419  df-7 12420  df-8 12421  df-9 12422  df-n0 12617  df-z 12704  df-dec 12825  df-uz 12976  df-q 13086  df-rp 13131  df-xneg 13251  df-xadd 13252  df-xmul 13253  df-ioo 13490  df-ico 13492  df-icc 13493  df-fz 13650  df-fzo 13799  df-fl 13942  df-seq 14155  df-exp 14215  df-hash 14485  df-cj 15278  df-re 15279  df-im 15280  df-sqrt 15414  df-abs 15415  df-clim 15667  df-rlim 15668  df-sum 15866  df-struct 17337  df-sets 17354  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-ress 17421  df-plusg 17453  df-mulr 17454  df-starv 17455  df-sca 17456  df-vsca 17457  df-ip 17458  df-tset 17459  df-ple 17460  df-ds 17462  df-unif 17463  df-hom 17464  df-cco 17465  df-rest 17605  df-topn 17606  df-0g 17624  df-gsum 17625  df-topgen 17626  df-pt 17627  df-prds 17630  df-xrs 17686  df-qtop 17691  df-imas 17692  df-xps 17694  df-mre 17768  df-mrc 17769  df-acs 17771  df-mgm 18828  df-sgrp 18920  df-mnd 18936  df-submnd 18991  df-mulg 19290  df-cntz 19543  df-cmn 20008  df-psmet 21682  df-xmet 21683  df-met 21684  df-bl 21685  df-mopn 21686  df-fbas 21687  df-fg 21688  df-cnfld 21691  df-top 23224  df-topon 23241  df-topsp 23263  df-bases 23276  df-cld 23349  df-ntr 23350  df-cls 23351  df-nei 23428  df-cn 23557  df-cnp 23558  df-lm 23559  df-haus 23645  df-tx 23893  df-hmeo 24086  df-fil 24177  df-fm 24269  df-flim 24270  df-flf 24271  df-xms 24651  df-ms 24652  df-tms 24653  df-cfil 25588  df-cau 25589  df-cmet 25590  df-grpo 31107  df-gid 31108  df-ginv 31109  df-gdiv 31110  df-ablo 31159  df-vc 31173  df-nv 31206  df-va 31209  df-ba 31210  df-sm 31211  df-0v 31212  df-vs 31213  df-nmcv 31214  df-ims 31215  df-dip 31315  df-ssp 31336  df-ph 31427  df-cbn 31477  df-hnorm 31582  df-hba 31583  df-hvsub 31585  df-hlim 31586  df-hcau 31587  df-sh 31821  df-ch 31835  df-oc 31866  df-ch0 31867  df-nlfn 32460  df-cnfn 32461  df-lnfn 32462
This theorem is used by:  riesz4i  32677  riesz1  32679
  Copyright terms: Public domain W3C validator