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

Theorem rrxcph 24891
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 (𝐼𝑉𝐻 ∈ 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 24886 . 2 (𝐼𝑉𝐻 = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
3 eqid 2733 . . 3 (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
4 eqid 2733 . . 3 (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
5 eqid 2733 . . 3 (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
6 eqid 2733 . . . 4 (ℝfld freeLMod 𝐼) = (ℝfld freeLMod 𝐼)
7 rebase 21143 . . . 4 ℝ = (Base‘ℝfld)
8 remulr 21148 . . . 4 · = (.r‘ℝfld)
9 eqid 2733 . . . 4 (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
10 eqid 2733 . . . 4 (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼))
11 re0g 21149 . . . 4 0 = (0g‘ℝfld)
12 refldcj 21157 . . . 4 ∗ = (*𝑟‘ℝfld)
13 refld 21156 . . . . 5 fld ∈ Field
1413a1i 11 . . . 4 (𝐼𝑉 → ℝfld ∈ Field)
15 fconstmpt 5736 . . . . 5 (𝐼 × {0}) = (𝑥𝐼 ↦ 0)
166, 7, 4frlmbasf 21299 . . . . . . . 8 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓:𝐼⟶ℝ)
1716ffnd 6715 . . . . . . 7 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 Fn 𝐼)
18173adant3 1133 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 Fn 𝐼)
19 simpl 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝐼𝑉)
2013a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ℝfld ∈ Field)
21 simpr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
226, 7, 8, 4, 9frlmipval 21318 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐼𝑉 ∧ ℝfld ∈ Field) ∧ (𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)))
2319, 20, 21, 21, 22syl22anc 838 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)))
24 inidm 4217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐼𝐼) = 𝐼
25 eqidd 2734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓𝑥) = (𝑓𝑥))
2617, 17, 19, 19, 24, 25, 25offval 7674 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓f · 𝑓) = (𝑥𝐼 ↦ ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥))))
2716ffvelcdmda 7082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓𝑥) ∈ ℝ)
2827, 27remulcld 11240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) ∈ ℝ)
2926, 28fmpt3d 7111 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
30 ovexd 7439 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓f · 𝑓) ∈ V)
3129ffund 6718 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Fun (𝑓f · 𝑓))
326, 11, 4frlmbasfsupp 21297 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 𝑓 finSupp 0)
33 0red 11213 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ∈ ℝ)
34 simpr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ)
3534recnd 11238 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
3635mul02d 11408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
3719, 33, 16, 16, 36suppofss1d 8184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))
38 fsuppsssupp 9375 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑓f · 𝑓) ∈ V ∧ Fun (𝑓f · 𝑓)) ∧ (𝑓 finSupp 0 ∧ ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ⊆ (𝑓 supp 0))) → (𝑓f · 𝑓) finSupp 0)
3930, 31, 32, 37, 38syl22anc 838 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓f · 𝑓) finSupp 0)
40 regsumsupp 21159 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑓f · 𝑓):𝐼⟶ℝ ∧ (𝑓f · 𝑓) finSupp 0 ∧ 𝐼𝑉) → (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓f · 𝑓)‘𝑥))
4129, 39, 19, 40syl3anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓f · 𝑓)‘𝑥))
42 suppssdm 8157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑓 supp 0) ⊆ dom 𝑓
4342, 16fssdm 6734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ⊆ 𝐼)
4437, 43sstrd 3991 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼)
4544sselda 3981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → 𝑥𝐼)
4617, 17, 19, 19, 24, 25, 25ofval 7676 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
4745, 46syldan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
4847sumeq2dv 15645 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
4941, 48eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
5023, 49eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
51503adant3 1133 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
52 simp3 1139 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0)
5351, 52eqtr3d 2775 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0)
5432fsuppimpd 9365 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑓 supp 0) ∈ Fin)
5554, 37ssfid 9263 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∈ Fin)
5645, 28syldan 592 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) ∈ ℝ)
5727msqge0d 11778 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥𝐼) → 0 ≤ ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
5845, 57syldan 592 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → 0 ≤ ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
5955, 56, 58fsum00 15740 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0))
60593adant3 1133 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0))
6153, 60mpbid 231 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0)
6261r19.21bi 3249 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0)
6362adantlr 714 . . . . . . . . . 10 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0)
64273adantl3 1169 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓𝑥) ∈ ℝ)
6564recnd 11238 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓𝑥) ∈ ℂ)
6665, 65mul0ord 11860 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0 ↔ ((𝑓𝑥) = 0 ∨ (𝑓𝑥) = 0)))
6766adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → (((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0 ↔ ((𝑓𝑥) = 0 ∨ (𝑓𝑥) = 0)))
6863, 67mpbid 231 . . . . . . . . 9 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → ((𝑓𝑥) = 0 ∨ (𝑓𝑥) = 0))
69 oridm 904 . . . . . . . . 9 (((𝑓𝑥) = 0 ∨ (𝑓𝑥) = 0) ↔ (𝑓𝑥) = 0)
7068, 69sylib 217 . . . . . . . 8 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)) → (𝑓𝑥) = 0)
71293adant3 1133 . . . . . . . . . . 11 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑓f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
7271adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓f · 𝑓):𝐼⟶ℝ)
73 ssidd 4004 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ⊆ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))
74 simpl1 1192 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → 𝐼𝑉)
75 0red 11213 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → 0 ∈ ℝ)
7672, 73, 74, 75suppssr 8176 . . . . . . . . 9 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) → ((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = 0)
77463adantl3 1169 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
7877eqeq1d 2735 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ ((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)) = 0))
7978, 66bitrd 279 . . . . . . . . . . 11 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ ((𝑓𝑥) = 0 ∨ (𝑓𝑥) = 0)))
8079, 69bitrdi 287 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = 0 ↔ (𝑓𝑥) = 0))
8180biimpa 478 . . . . . . . . 9 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ ((𝑓f · 𝑓)‘𝑥) = 0) → (𝑓𝑥) = 0)
8276, 81syldan 592 . . . . . . . 8 ((((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) → (𝑓𝑥) = 0)
83 undif 4480 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ⊆ 𝐼 ↔ (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) = 𝐼)
8444, 83sylib 217 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) = 𝐼)
8584eleq2d 2820 . . . . . . . . . . 11 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → (𝑥 ∈ (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) ↔ 𝑥𝐼))
86853adant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (𝑥 ∈ (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) ↔ 𝑥𝐼))
8786biimpar 479 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → 𝑥 ∈ (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))))
88 elun 4147 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∪ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))) ↔ (𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))))
8987, 88sylib 217 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝑓f · 𝑓) supp 0))))
9070, 82, 89mpjaodan 958 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) ∧ 𝑥𝐼) → (𝑓𝑥) = 0)
9190ralrimiva 3147 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → ∀𝑥𝐼 (𝑓𝑥) = 0)
92 fconstfv 7209 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥𝐼 (𝑓𝑥) = 0))
93 c0ex 11204 . . . . . . . 8 0 ∈ V
9493fconst2 7201 . . . . . . 7 (𝑓:𝐼⟶{0} ↔ 𝑓 = (𝐼 × {0}))
9592, 94sylbb1 236 . . . . . 6 ((𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑥𝐼 (𝑓𝑥) = 0) → 𝑓 = (𝐼 × {0}))
9618, 91, 95syl2anc 585 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (𝐼 × {0}))
97 isfld 20315 . . . . . . . . . . 11 (ℝfld ∈ Field ↔ (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing))
9813, 97mpbi 229 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ DivRing ∧ ℝfld ∈ CRing)
9998simpli 485 . . . . . . . . 9 fld ∈ DivRing
100 drngring 20311 . . . . . . . . 9 (ℝfld ∈ DivRing → ℝfld ∈ Ring)
10199, 100ax-mp 5 . . . . . . . 8 fld ∈ Ring
1026, 11frlm0 21293 . . . . . . . 8 ((ℝfld ∈ Ring ∧ 𝐼𝑉) → (𝐼 × {0}) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
103101, 102mpan 689 . . . . . . 7 (𝐼𝑉 → (𝐼 × {0}) = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
104103, 15eqtr3di 2788 . . . . . 6 (𝐼𝑉 → (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (𝑥𝐼 ↦ 0))
1051043ad2ant1 1134 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (𝑥𝐼 ↦ 0))
10615, 96, 1053eqtr4a 2799 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∧ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓) = 0) → 𝑓 = (0g‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
107 cjre 15082 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → (∗‘𝑥) = 𝑥)
108107adantl 483 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑥 ∈ ℝ) → (∗‘𝑥) = 𝑥)
109 id 22 . . . 4 (𝐼𝑉𝐼𝑉)
1106, 7, 8, 4, 9, 10, 11, 12, 14, 106, 108, 109frlmphl 21320 . . 3 (𝐼𝑉 → (ℝfld freeLMod 𝐼) ∈ PreHil)
1116frlmsca 21292 . . . . 5 ((ℝfld ∈ Field ∧ 𝐼𝑉) → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
11213, 111mpan 689 . . . 4 (𝐼𝑉 → ℝfld = (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)))
113 df-refld 21142 . . . 4 fld = (ℂflds ℝ)
114112, 113eqtr3di 2788 . . 3 (𝐼𝑉 → (Scalar‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) = (ℂflds ℝ))
115 simpr1 1195 . . . 4 ((𝐼𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → 𝑓 ∈ ℝ)
116 simpr3 1197 . . . 4 ((𝐼𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → 0 ≤ 𝑓)
117115, 116resqrtcld 15360 . . 3 ((𝐼𝑉 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑓 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑓)) → (√‘𝑓) ∈ ℝ)
11855, 56, 58fsumge0 15737 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ Σ𝑥 ∈ ((𝑓f · 𝑓) supp 0)((𝑓𝑥) · (𝑓𝑥)))
119118, 49breqtrrd 5175 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (ℝfld Σg (𝑓f · 𝑓)))
120119, 23breqtrrd 5175 . . 3 ((𝐼𝑉𝑓 ∈ (Base‘(ℝfld freeLMod 𝐼))) → 0 ≤ (𝑓(·𝑖‘(ℝfld freeLMod 𝐼))𝑓))
1213, 4, 5, 110, 114, 9, 117, 120tcphcph 24736 . 2 (𝐼𝑉 → (toℂPreHil‘(ℝfld freeLMod 𝐼)) ∈ ℂPreHil)
1222, 121eqeltrd 2834 1 (𝐼𝑉𝐻 ∈ ℂPreHil)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397  wo 846  w3a 1088   = wceq 1542  wcel 2107  wral 3062  Vcvv 3475  cdif 3944  cun 3945  wss 3947  {csn 4627   class class class wbr 5147  cmpt 5230   × cxp 5673  Fun wfun 6534   Fn wfn 6535  wf 6536  cfv 6540  (class class class)co 7404  f cof 7663   supp csupp 8141   finSupp cfsupp 9357  cr 11105  0cc0 11106   · cmul 11111  cle 11245  ccj 15039  Σcsu 15628  Basecbs 17140  s cress 17169  Scalarcsca 17196  ·𝑖cip 17198  0gc0g 17381   Σg cgsu 17382  Ringcrg 20047  CRingccrg 20048  DivRingcdr 20304  Fieldcfield 20305  fldccnfld 20929  fldcrefld 21141   freeLMod cfrlm 21285  ℂPreHilccph 24665  toℂPreHilctcph 24666  ℝ^crrx 24882
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-of 7665  df-om 7851  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8142  df-tpos 8206  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-er 8699  df-map 8818  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ico 13326  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-clim 15428  df-sum 15629  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-prds 17389  df-pws 17391  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-subg 18997  df-ghm 19084  df-cntz 19175  df-cmn 19643  df-abl 19644  df-mgp 19980  df-ur 19997  df-ring 20049  df-cring 20050  df-oppr 20139  df-dvdsr 20160  df-unit 20161  df-invr 20191  df-dvr 20204  df-rnghom 20240  df-drng 20306  df-field 20307  df-subrg 20349  df-abv 20413  df-staf 20441  df-srng 20442  df-lmod 20461  df-lss 20531  df-lmhm 20621  df-lvec 20702  df-sra 20773  df-rgmod 20774  df-psmet 20921  df-xmet 20922  df-met 20923  df-bl 20924  df-mopn 20925  df-cnfld 20930  df-refld 21142  df-phl 21163  df-dsmm 21271  df-frlm 21286  df-top 22378  df-topon 22395  df-topsp 22417  df-bases 22431  df-xms 23808  df-ms 23809  df-nm 24073  df-ngp 24074  df-tng 24075  df-nrg 24076  df-nlm 24077  df-clm 24561  df-cph 24667  df-tcph 24668  df-rrx 24884
This theorem is referenced by:  rrxngp  44936
  Copyright terms: Public domain W3C validator