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

Theorem rrxcph 25693
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 25688 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝐻 = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
3 eqid 2761 . . 3 (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
4 eqid 2761 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
5 eqid 2761 . . 3 (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
6 eqid 2761 . . . 4 (ℝfld freeLMod 𝐼) = (ℝfld freeLMod 𝐼)
7 rebase 21892 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
8 remulr 21897 . . . 4 · = (.r‘ℝfld)
9 eqid 2761 . . . 4 (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
10 eqid 2761 . . . 4 (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
11 re0g 21898 . . . 4 0 = (0g‘ℝfld)
12 refldcj 21906 . . . 4 ∗ = (*𝑟‘ℝfld)
13 refld 21905 . . . . 5 ℝfld ∈ Field
1413a1i 11 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld ∈ Field)
15 fconstmpt 5713 . . . . 5 (𝐼 × {0}) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0)
166, 7, 4frlmbasf 22046 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓:𝐼⟶ℝ)
1716ffnd 6702 . . . . . . 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 22065 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4172 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐼 ∩ 𝐼) = 𝐼
25 eqidd 2762 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) = (𝑓‘𝑥))
2617, 17, 19, 19, 24, 25, 25offval 7691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥))))
2716ffvelcdmda 7076 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℝ)
2827, 27remulcld 11320 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)) ∈ ℝ)
2926, 28fmpt3d 7108 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
30 ovexd 7447 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 ∘f · 𝑓) ∈ V)
3129ffund 6706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Fun (𝑓 ∘f · 𝑓))
326, 11, 4frlmbasfsupp 22044 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 finSupp 0)
33 0red 11292 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11318 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
3635mul02d 11489 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
3719, 33, 16, 16, 36suppofss1d 8205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))
38 fsuppsssupp 9357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 21908 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑓 supp 0) ⊆ dom 𝑓
4342, 16fssdm 6721 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ⊆ 𝐼)
4437, 43sstrd 3941 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼)
4544sselda 3931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
4617, 17, 19, 19, 24, 25, 25ofval 7693 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 15849 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2796 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2796 . . . . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . . . . 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 9345 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ∈ Fin)
5554, 37ssfid 9244 . . . . . . . . . . . . . . 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 11865 . . . . . . . . . . . . . . . 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 15945 . . . . . . . . . . . . . 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 3255 . . . . . . . . . . 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 11318 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℂ)
6665, 65mul0ord 11945 . . . . . . . . . . 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 3954 . . . . . . . . . 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 11292 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 0 ∈ ℝ)
7672, 73, 74, 75suppssr 8196 . . . . . . . . 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 2763 . . . . . . . . . . . 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 4438 . . . . . . . . . . . . 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 2847 . . . . . . . . . . 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 4100 . . . . . . . . 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 3155 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0)
92 fconstfv 7210 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑥) = 0))
93 c0ex 11281 . . . . . . . 8 0 ∈ V
9493fconst2 7203 . . . . . . 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 20973 . . . . . . . . . . 11 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
9813, 97mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
9998simpli 489 . . . . . . . . 9 ℝfld ∈ DivRing
100 drngring 20967 . . . . . . . . 9 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
10199, 100ax-mp 5 . . . . . . . 8 ℝfld ∈ Ring
1026, 11frlm0 22040 . . . . . . . 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 2811 . . . . . 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 2822 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
107 cjre 15286 . . . . 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 22067 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 → (ℝfld freeLMod 𝐼) ∈ PreHil)
1116frlmsca 22039 . . . . 5 ((ℝfld ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
11213, 111mpan 703 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
113 df-refld 21891 . . . 4 ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
114112, 113eqtr3di 2811 . . 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 15565 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → (√‘𝑓) ∈ ℝ)
11855, 56, 58fsumge0 15942 . . . . 5 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ Σ𝑥 ∈ ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0)((𝑓‘𝑥) · (𝑓‘𝑥)))
119118, 49breqtrrd 5133 . . . 4 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (ℝfld Σg (𝑓 ∘f · 𝑓)))
120119, 23breqtrrd 5133 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓))
1213, 4, 5, 110, 114, 9, 117, 120tcphcph 25538 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 → (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∈ ℂPreHil)
1222, 121eqeltrd 2861 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 2145  ∀wral 3077  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3899  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649  Fun wfun 6525   Fn wfn 6526  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ∘f cof 7680   supp csupp 8161   finSupp cfsupp 9337  ℝcr 11180  0cc0 11181   · cmul 11186   ≤ cle 11325  ∗ccj 15243  Σcsu 15833  Basecbs 17367   ↾s cress 17388  Scalarcsca 17411  ·𝑖cip 17413  0gc0g 17590   Σg cgsu 17591  Ringcrg 20439  CRingccrg 20440  DivRingcdr 20960  Fieldcfield 20961  ℂfldccnfld 21658  ℝfldcrefld 21890   freeLMod cfrlm 22032  ℂPreHilccph 25467  toℂPreHilctcph 25468  ℝ^crrx 25684
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 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260  ax-mulf 11261
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-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 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-tpos 8227  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-map 8833  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ico 13463  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-clim 15635  df-sum 15834  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-prds 17598  df-pws 17600  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-mhm 18958  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-sbg 19129  df-subg 19313  df-ghm 19408  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-ring 20441  df-cring 20442  df-oppr 20547  df-dvdsr 20567  df-unit 20568  df-invr 20598  df-dvr 20611  df-rhm 20682  df-subrng 20778  df-subrg 20802  df-drng 20962  df-field 20963  df-abv 21046  df-staf 21076  df-srng 21077  df-lmod 21117  df-lss 21187  df-lmhm 21277  df-lvec 21358  df-sra 21428  df-rgmod 21429  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-cnfld 21659  df-refld 21891  df-phl 21912  df-dsmm 22018  df-frlm 22033  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-xms 24619  df-ms 24620  df-nm 24881  df-ngp 24882  df-tng 24883  df-nrg 24884  df-nlm 24885  df-clm 25364  df-cph 25469  df-tcph 25470  df-rrx 25686
This theorem is used by:  rrxngp  47239
  Copyright terms: Public domain W3C validator