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

Theorem rrxcph 25718
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 25713 . 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 21917 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
8 remulr 21922 . . . 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 21923 . . . 4 0 = (0g‘ℝfld)
12 refldcj 21931 . . . 4 ∗ = (*𝑟‘ℝfld)
13 refld 21930 . . . . 5 ℝfld ∈ Field
1413a1i 11 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld ∈ Field)
15 fconstmpt 5712 . . . . 5 (𝐼 × {0}) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ 0)
166, 7, 4frlmbasf 22071 . . . . . . . 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 22090 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 22069 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 finSupp 0)
33 0red 11314 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11340 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
3635mul02d 11511 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
3719, 33, 16, 16, 36suppofss1d 8224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓 ∘f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))
38 fsuppsssupp 9376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 21933 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 8197 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 15874 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9364 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ∈ Fin)
5554, 37ssfid 9263 . . . . . . . . . . . . . . 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 11887 . . . . . . . . . . . . . . . 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 15970 . . . . . . . . . . . . . 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 11340 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑥) ∈ ℂ)
6665, 65mul0ord 11967 . . . . . . . . . . 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 11314 . . . . . . . . . 10 (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 0 ∈ ℝ)
7672, 73, 74, 75suppssr 8215 . . . . . . . . 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 11303 . . . . . . . 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 20998 . . . . . . . . . . 11 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
9813, 97mpbi 233 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
9998simpli 489 . . . . . . . . 9 ℝfld ∈ DivRing
100 drngring 20992 . . . . . . . . 9 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
10199, 100ax-mp 5 . . . . . . . 8 ℝfld ∈ Ring
1026, 11frlm0 22065 . . . . . . . 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 15311 . . . . 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 22092 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 → (ℝfld freeLMod 𝐼) ∈ PreHil)
1116frlmsca 22064 . . . . 5 ((ℝfld ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
11213, 111mpan 703 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
113 df-refld 21916 . . . 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 15590 . . 3 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → (√‘𝑓) ∈ ℝ)
11855, 56, 58fsumge0 15967 . . . . 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 25563 . 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 4584   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 8179   finSupp cfsupp 9356  ℝcr 11202  0cc0 11203   · cmul 11208   ≤ cle 11347  ∗ccj 15268  Σcsu 15858  Basecbs 17392   ↾s cress 17413  Scalarcsca 17436  ·𝑖cip 17438  0gc0g 17615   Σg cgsu 17616  Ringcrg 20464  CRingccrg 20465  DivRingcdr 20985  Fieldcfield 20986  ℂfldccnfld 21683  ℝfldcrefld 21915   freeLMod cfrlm 22057  ℂPreHilccph 25492  toℂPreHilctcph 25493  ℝ^crrx 25709
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 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282  ax-mulf 11283
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 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  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 8180  df-tpos 8246  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ico 13485  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-clim 15660  df-sum 15859  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-prds 17623  df-pws 17625  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-mhm 18983  df-submnd 18984  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-subg 19338  df-ghm 19433  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-ring 20466  df-cring 20467  df-oppr 20572  df-dvdsr 20592  df-unit 20593  df-invr 20623  df-dvr 20636  df-rhm 20707  df-subrng 20803  df-subrg 20827  df-drng 20987  df-field 20988  df-abv 21071  df-staf 21101  df-srng 21102  df-lmod 21142  df-lss 21212  df-lmhm 21302  df-lvec 21383  df-sra 21453  df-rgmod 21454  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-cnfld 21684  df-refld 21916  df-phl 21937  df-dsmm 22043  df-frlm 22058  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-xms 24644  df-ms 24645  df-nm 24906  df-ngp 24907  df-tng 24908  df-nrg 24909  df-nlm 24910  df-clm 25389  df-cph 25494  df-tcph 25495  df-rrx 25711
This theorem is used by:  rrxngp  47388
  Copyright terms: Public domain W3C validator