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

Theorem rrxcph 25743
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 25738 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐻 = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
3 eqid 2763 . . 3 (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
4 eqid 2763 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
5 eqid 2763 . . 3 (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
6 eqid 2763 . . . 4 (ℝfld freeLMod 𝐼) = (ℝfld freeLMod 𝐼)
7 rebase 21942 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
8 remulr 21947 . . . 4 · = (.r‘ℝfld)
9 eqid 2763 . . . 4 (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
10 eqid 2763 . . . 4 (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
11 re0g 21948 . . . 4 0 = (0g‘ℝfld)
12 refldcj 21956 . . . 4 ∗ = (*𝑟‘ℝfld)
13 refld 21955 . . . . 5 ℝfld ∈ Field
1413a1i 11 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld ∈ Field)
15 fconstmpt 5717 . . . . 5 (𝐼 × {0}) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0)
166, 7, 4frlmbasf 22096 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓:𝐼⟶ℝ)
1716ffnd 6732 . . . . . . 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 22115 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4126 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐼 ∩ 𝐼) = 𝐼
25 eqidd 2764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) = (𝑓‘𝑥))
2617, 17, 19, 19, 24, 25, 25offval 7726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥))))
2716ffvelcdmda 7108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℝ)
2827, 27remulcld 11366 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) ∈ ℝ)
2926, 28fmpt3d 7140 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
30 ovexd 7478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) ∈ V)
3129ffund 6736 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Fun (𝑓 ∘f · 𝑓))
326, 11, 4frlmbasfsupp 22094 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 finSupp 0)
33 0red 11338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11364 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
3635mul02d 11535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
3719, 33, 16, 16, 36suppofss1d 8249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))
38 fsuppsssupp 9400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 21958 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑓 supp 0) ⊆ dom 𝑓
4342, 16fssdm 6751 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ⊆ 𝐼)
4437, 43sstrd 3923 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼)
4544sselda 3913 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
4617, 17, 19, 19, 24, 25, 25ofval 7728 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 15898 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . . . . . . 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 2800 . . . . . . . . . . . . 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 9389 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ∈ Fin)
5554, 37ssfid 9288 . . . . . . . . . . . . . . 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 11911 . . . . . . . . . . . . . . . 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 15994 . . . . . . . . . . . . . 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 3258 . . . . . . . . . . 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 11364 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℂ)
6665, 65mul0ord 11991 . . . . . . . . . . 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 3936 . . . . . . . . . 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 11338 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 0 ∈ ℝ)
7672, 73, 74, 75suppssr 8240 . . . . . . . . 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 2765 . . . . . . . . . . . 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 4441 . . . . . . . . . . . . 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 2850 . . . . . . . . . . 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 4155 . . . . . . . . 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 3158 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0)
92 fconstfv 7241 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0))
93 c0ex 11327 . . . . . . . 8 0 ∈ V
9493fconst2 7234 . . . . . . 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 21023 . . . . . . . . . . 11 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
9813, 97mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
9998simpli 489 . . . . . . . . 9 ℝfld ∈ DivRing
100 drngring 21017 . . . . . . . . 9 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
10199, 100ax-mp 5 . . . . . . . 8 ℝfld ∈ Ring
1026, 11frlm0 22090 . . . . . . . 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 2813 . . . . . 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 2824 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
107 cjre 15335 . . . . 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 22117 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 → (ℝfld freeLMod 𝐼) ∈ PreHil)
1116frlmsca 22089 . . . . 5 ((ℝfld ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
11213, 111mpan 703 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
113 df-refld 21941 . . . 4 ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
114112, 113eqtr3di 2813 . . 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 15614 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → (√‘𝑓) ∈ ℝ)
11855, 56, 58fsumge0 15991 . . . . 5 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
119118, 49breqtrrd 5136 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)))
120119, 23breqtrrd 5136 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓))
1213, 4, 5, 110, 114, 9, 117, 120tcphcph 25588 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∈ ℂPreHil)
1222, 121eqeltrd 2864 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 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∪ cun 4152  {csn 4588   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189   × cxp 5653  Fun wfun 6552   Fn wfn 6553  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ∘f cof 7715   supp csupp 8204   finSupp cfsupp 9381  ℝcr 11226  0cc0 11227   · cmul 11232   ≤ cle 11371  ∗ccj 15292  Σcsu 15882  Basecbs 17416   ↾s cress 17437  Scalarcsca 17460  ·𝑖cip 17462  0gc0g 17639   Σg cgsu 17640  Ringcrg 20489  CRingccrg 20490  DivRingcdr 21010  Fieldcfield 21011  ℂfldccnfld 21708  ℝfldcrefld 21940   freeLMod cfrlm 22082  ℂPreHilccph 25517  toℂPreHilctcph 25518  ℝ^crrx 25734
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305  ax-addf 11306  ax-mulf 11307
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-map 8877  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ico 13509  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-seq 14172  df-exp 14232  df-hash 14502  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-clim 15684  df-sum 15883  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-prds 17647  df-pws 17649  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-submnd 19008  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-subg 19362  df-ghm 19457  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-cring 20492  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-invr 20648  df-dvr 20661  df-rhm 20732  df-subrng 20828  df-subrg 20852  df-drng 21012  df-field 21013  df-abv 21096  df-staf 21126  df-srng 21127  df-lmod 21167  df-lss 21237  df-lmhm 21327  df-lvec 21408  df-sra 21478  df-rgmod 21479  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-cnfld 21709  df-refld 21941  df-phl 21962  df-dsmm 22068  df-frlm 22083  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-xms 24669  df-ms 24670  df-nm 24931  df-ngp 24932  df-tng 24933  df-nrg 24934  df-nlm 24935  df-clm 25414  df-cph 25519  df-tcph 25520  df-rrx 25736
This theorem is used by:  rrxngp  47500
  Copyright terms: Public domain W3C validator