MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rrxcph Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rrxcph 25714
Description: Generalized Euclidean real spaces are subcomplex pre-Hilbert spaces. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 22-Jul-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
rrxval.r 𝐻 = (ℝ^‘𝐼)
rrxbase.b 𝐵 = (Base‘𝐻)
Assertion
Ref Expression
rrxcph (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐻 ∈ ℂPreHil)

Proof of Theorem rrxcph
Dummy variables 𝑓 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rrxval.r . . 3 𝐻 = (ℝ^‘𝐼)
21rrxval 25709 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐻 = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
3 eqid 2760 . . 3 (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
4 eqid 2760 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
5 eqid 2760 . . 3 (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
6 eqid 2760 . . . 4 (ℝfld freeLMod 𝐼) = (ℝfld freeLMod 𝐼)
7 rebase 21913 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
8 remulr 21918 . . . 4 · = (.r‘ℝfld)
9 eqid 2760 . . . 4 (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
10 eqid 2760 . . . 4 (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
11 re0g 21919 . . . 4 0 = (0g‘ℝfld)
12 refldcj 21927 . . . 4 ∗ = (*𝑟‘ℝfld)
13 refld 21926 . . . . 5 ℝfld ∈ Field
1413a1i 11 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld ∈ Field)
15 fconstmpt 5712 . . . . 5 (𝐼 × {0}) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0)
166, 7, 4frlmbasf 22067 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓:𝐼⟶ℝ)
1716ffnd 6710 . . . . . . 7 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 Fn 𝐼)
18173adant3 1150 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 Fn 𝐼)
19 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝐼 ∈ 𝑉)
2013a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ℝfld ∈ Field)
21 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
226, 7, 8, 4, 9frlmipval 22086 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ ℝfld ∈ Field) ∧ (𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)))
2319, 20, 21, 21, 22syl22anc 852 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)))
24 inidm 4123 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐼 ∩ 𝐼) = 𝐼
25 eqidd 2761 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) = (𝑓‘𝑥))
2617, 17, 19, 19, 24, 25, 25offval 7702 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥))))
2716ffvelcdmda 7084 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℝ)
2827, 27remulcld 11340 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) ∈ ℝ)
2926, 28fmpt3d 7116 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
30 ovexd 7455 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) ∈ V)
3129ffund 6714 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Fun (𝑓 ∘f · 𝑓))
326, 11, 4frlmbasfsupp 22065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 finSupp 0)
33 0red 11312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ∈ ℝ)
34 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ)
3534recnd 11338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
3635mul02d 11509 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
3719, 33, 16, 16, 36suppofss1d 8222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))
38 fsuppsssupp 9374 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑓 ∘f · 𝑓) ∈ V ∧ Fun (𝑓 ∘f · 𝑓)) ∧ (𝑓 finSupp 0 ∧ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) finSupp 0)
3930, 31, 32, 37, 38syl22anc 852 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) finSupp 0)
40 regsumsupp 21929 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ ∧ (𝑓 ∘f · 𝑓) finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥))
4129, 39, 19, 40syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥))
42 suppssdm 8195 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑓 supp 0) ⊆ dom 𝑓
4342, 16fssdm 6729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ⊆ 𝐼)
4437, 43sstrd 3918 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼)
4544sselda 3908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
4617, 17, 19, 19, 24, 25, 25ofval 7704 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
4745, 46syldan 603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
4847sumeq2dv 15870 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
4941, 48eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
5023, 49eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
51503adant3 1150 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
52 simp3 1156 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0)
5351, 52eqtr3d 2797 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0)
5432fsuppimpd 9362 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ∈ Fin)
5554, 37ssfid 9261 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∈ Fin)
5645, 28syldan 603 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) ∈ ℝ)
5727msqge0d 11885 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 0 ≤ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
5845, 57syldan 603 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → 0 ≤ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
5955, 56, 58fsum00 15966 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0))
60593adant3 1150 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0))
6153, 60mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0)
6261r19.21bi 3254 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0)
6362adantlr 728 . . . . . . . . . 10 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0)
64273adantl3 1187 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℝ)
6564recnd 11338 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℂ)
6665, 65mul0ord 11965 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0 ↔ ((𝑓‘𝑥) = 0 ∨ (𝑓‘𝑥) = 0)))
6766adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → (((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0 ↔ ((𝑓‘𝑥) = 0 ∨ (𝑓‘𝑥) = 0)))
6863, 67mpbid 235 . . . . . . . . 9 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓‘𝑥) = 0 ∨ (𝑓‘𝑥) = 0))
69 oridm 918 . . . . . . . . 9 (((𝑓‘𝑥) = 0 ∨ (𝑓‘𝑥) = 0) ↔ (𝑓‘𝑥) = 0)
7068, 69sylib 221 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → (𝑓‘𝑥) = 0)
71293adant3 1150 . . . . . . . . . . 11 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
7271adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
73 ssidd 3931 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))
74 simpl1 1210 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑉)
75 0red 11312 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 0 ∈ ℝ)
7672, 73, 74, 75suppssr 8213 . . . . . . . . 9 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = 0)
77463adantl3 1187 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
7877eqeq1d 2762 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) = 0))
7978, 66bitrd 282 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ ((𝑓‘𝑥) = 0 ∨ (𝑓‘𝑥) = 0)))
8079, 69bitrdi 290 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ (𝑓‘𝑥) = 0))
8180biimpa 482 . . . . . . . . 9 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ ((𝑓 ∘f · 𝑓)‘𝑥) = 0) → (𝑓‘𝑥) = 0)
8276, 81syldan 603 . . . . . . . 8 ((((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) → (𝑓‘𝑥) = 0)
83 undif 4437 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼 ↔ (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) = 𝐼)
8444, 83sylib 221 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) = 𝐼)
8584eleq2d 2846 . . . . . . . . . . 11 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑥 ∈ (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) ↔ 𝑥 ∈ 𝐼))
86853adant3 1150 . . . . . . . . . 10 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑥 ∈ (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) ↔ 𝑥 ∈ 𝐼))
8786biimpar 483 . . . . . . . . 9 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑥 ∈ (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))))
88 elun 4152 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))) ↔ (𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))))
8987, 88sylib 221 . . . . . . . 8 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0))))
9070, 82, 89mpjaodan 973 . . . . . . 7 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) = 0)
9190ralrimiva 3154 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0)
92 fconstfv 7218 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0))
93 c0ex 11301 . . . . . . . 8 0 ∈ V
9493fconst2 7211 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ 𝑓 = (𝐼 × {0}))
9592, 94sylbb1 240 . . . . . 6 ((𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0) → 𝑓 = (𝐼 × {0}))
9618, 91, 95syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (𝐼 × {0}))
97 isfld 20994 . . . . . . . . . . 11 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
9813, 97mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
9998simpli 489 . . . . . . . . 9 ℝfld ∈ DivRing
100 drngring 20988 . . . . . . . . 9 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
10199, 100ax-mp 5 . . . . . . . 8 ℝfld ∈ Ring
1026, 11frlm0 22061 . . . . . . . 8 ((ℝfld ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐼 × {0}) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
103101, 102mpan 703 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐼 × {0}) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
104103, 15eqtr3di 2810 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 → (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0))
1051043ad2ant1 1151 . . . . 5 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0))
10615, 96, 1053eqtr4a 2821 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
107 cjre 15307 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → (∗‘𝑥) = 𝑥)
108107adantl 487 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∗‘𝑥) = 𝑥)
109 id 23 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐼 ∈ 𝑉)
1106, 7, 8, 4, 9, 10, 11, 12, 14, 106, 108, 109frlmphl 22088 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 → (ℝfld freeLMod 𝐼) ∈ PreHil)
1116frlmsca 22060 . . . . 5 ((ℝfld ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
11213, 111mpan 703 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
113 df-refld 21912 . . . 4 ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
114112, 113eqtr3di 2810 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 → (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (ℂfld ↾s ℝ))
115 simpr1 1213 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → 𝑓 ∈ ℝ)
116 simpr3 1215 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → 0 ≤ 𝑓)
117115, 116resqrtcld 15586 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → (√‘𝑓) ∈ ℝ)
11855, 56, 58fsumge0 15963 . . . . 5 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
119118, 49breqtrrd 5132 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)))
120119, 23breqtrrd 5132 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓))
1213, 4, 5, 110, 114, 9, 117, 120tcphcph 25559 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∈ ℂPreHil)
1222, 121eqeltrd 2860 1 (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐻 ∈ ℂPreHil)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∪ cun 4149  {csn 4583   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   × cxp 5648  Fun wfun 6532   Fn wfn 6533  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∘f cof 7691   supp csupp 8177   finSupp cfsupp 9354  ℝcr 11200  0cc0 11201   · cmul 11206   ≤ cle 11345  ∗ccj 15264  Σcsu 15854  Basecbs 17388   ↾s cress 17409  Scalarcsca 17432  ·𝑖cip 17434  0gc0g 17611   Σg cgsu 17612  Ringcrg 20460  CRingccrg 20461  DivRingcdr 20981  Fieldcfield 20982  ℂfldccnfld 21679  ℝfldcrefld 21911   freeLMod cfrlm 22053  ℂPreHilccph 25488  toℂPreHilctcph 25489  ℝ^crrx 25705
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 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9643  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278  ax-pre-sup 11279  ax-addf 11280  ax-mulf 11281
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 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  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-tpos 8244  df-frecs 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-1o 8477  df-er 8718  df-map 8850  df-ixp 8927  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-fin 8978  df-fsupp 9355  df-sup 9435  df-inf 9436  df-oi 9505  df-card 10021  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-div 11975  df-nn 12337  df-2 12406  df-3 12407  df-4 12408  df-5 12409  df-6 12410  df-7 12411  df-8 12412  df-9 12413  df-n0 12608  df-z 12695  df-dec 12816  df-uz 12967  df-q 13077  df-rp 13122  df-xneg 13242  df-xadd 13243  df-xmul 13244  df-ico 13483  df-fz 13641  df-fzo 13790  df-seq 14146  df-exp 14206  df-hash 14476  df-cj 15267  df-re 15268  df-im 15269  df-sqrt 15403  df-abs 15404  df-clim 15656  df-sum 15855  df-struct 17326  df-sets 17343  df-slot 17361  df-ndx 17373  df-base 17389  df-ress 17410  df-plusg 17442  df-mulr 17443  df-starv 17444  df-sca 17445  df-vsca 17446  df-ip 17447  df-tset 17448  df-ple 17449  df-ds 17451  df-unif 17452  df-hom 17453  df-cco 17454  df-rest 17594  df-topn 17595  df-0g 17613  df-gsum 17614  df-topgen 17615  df-prds 17619  df-pws 17621  df-mgm 18817  df-sgrp 18909  df-mnd 18925  df-mhm 18979  df-submnd 18980  df-grp 19148  df-minusg 19149  df-sbg 19150  df-subg 19334  df-ghm 19429  df-cntz 19532  df-cmn 19997  df-abl 19998  df-mgp 20362  df-rng 20376  df-ur 20409  df-ring 20462  df-cring 20463  df-oppr 20568  df-dvdsr 20588  df-unit 20589  df-invr 20619  df-dvr 20632  df-rhm 20703  df-subrng 20799  df-subrg 20823  df-drng 20983  df-field 20984  df-abv 21067  df-staf 21097  df-srng 21098  df-lmod 21138  df-lss 21208  df-lmhm 21298  df-lvec 21379  df-sra 21449  df-rgmod 21450  df-psmet 21671  df-xmet 21672  df-met 21673  df-bl 21674  df-mopn 21675  df-cnfld 21680  df-refld 21912  df-phl 21933  df-dsmm 22039  df-frlm 22054  df-top 23213  df-topon 23230  df-topsp 23252  df-bases 23265  df-xms 24640  df-ms 24641  df-nm 24902  df-ngp 24903  df-tng 24904  df-nrg 24905  df-nlm 24906  df-clm 25385  df-cph 25490  df-tcph 25491  df-rrx 25707
This theorem is used by:  rrxngp  47339
  Copyright terms: Public domain W3C validator