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

Theorem tcphcph 25588
Description: The standard definition of a norm turns any pre-Hilbert space over a subfield of ℂfld closed under square roots of nonnegative reals into a subcomplex pre-Hilbert space (which allows access to a norm, metric, and topology). (Contributed by Mario Carneiro, 11-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
tcphval.n 𝐺 = (toℂPreHil‘𝑊)
tcphcph.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
tcphcph.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
tcphcph.1 (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
tcphcph.2 (𝜑 → 𝐹 = (ℂfld ↾s 𝐾))
tcphcph.h , = (·𝑖‘𝑊)
tcphcph.3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ 𝐾)
tcphcph.4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
Assertion
Ref Expression
tcphcph (𝜑 → 𝐺 ∈ ℂPreHil)
Distinct variable groups:   𝑥, ,   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺   𝑥,𝑉   𝜑,𝑥   𝑥,𝑊
Allowed substitution hint:   𝐾(𝑥)

Proof of Theorem tcphcph
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 tcphcph.1 . . . 4 (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
2 tcphval.n . . . . 5 𝐺 = (toℂPreHil‘𝑊)
32tcphphl 25578 . . . 4 (𝑊 ∈ PreHil ↔ 𝐺 ∈ PreHil)
41, 3sylib 221 . . 3 (𝜑 → 𝐺 ∈ PreHil)
5 tcphcph.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 tcphcph.h . . . . . . 7 , = (·𝑖‘𝑊)
72, 5, 6tcphval 25569 . . . . . 6 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))))
8 eqid 2763 . . . . . 6 (-g‘𝑊) = (-g‘𝑊)
9 eqid 2763 . . . . . 6 (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
10 phllmod 21966 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
111, 10syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
12 lmodgrp 21172 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
1311, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑊 ∈ Grp)
14 tcphcph.f . . . . . . . . 9 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
15 tcphcph.2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐹 = (ℂfld ↾s 𝐾))
162, 5, 14, 1, 15, 6tcphcphlem3 25584 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥 , 𝑥) ∈ ℝ)
17 tcphcph.4 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
1816, 17resqrtcld 15614 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ ℝ)
1918fmpttd 7139 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))):𝑉⟶ℝ)
20 oveq12 7452 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑦 ∧ 𝑥 = 𝑦) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2120anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2221fveq2d 6912 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
23 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))
24 fvex 6921 . . . . . . . . . 10 (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ V
2522, 23, 24fvmpt3i 7022 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2625adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2726eqeq1d 2765 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
28 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
29 phllvec 21965 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LVec)
301, 29syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑊 ∈ LVec)
3114lvecdrng 21410 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ LVec → 𝐹 ∈ DivRing)
3230, 31syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹 ∈ DivRing)
3328, 15, 32cphsubrglem 25528 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) ∧ (Base‘𝐹) = (𝐾 ∩ ℂ) ∧ (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld)))
3433simp2d 1161 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (Base‘𝐹) = (𝐾 ∩ ℂ))
35 inss2 4137 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∩ ℂ) ⊆ ℂ
3634, 35eqsstrdi 3957 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3736adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3814, 6, 5, 28ipcl 21969 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
39383anidm23 1449 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
401, 39sylan 592 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
4137, 40sseldd 3914 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ ℂ)
4241sqrtcld 15636 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ)
43 sqeq0 14290 . . . . . . . . 9 ((√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
4442, 43syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
4541sqsqrtd 15638 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = (𝑦 , 𝑦))
462, 5, 14, 1, 15phclm 25583 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂMod)
4714clm0 25423 . . . . . . . . . . 11 (𝑊 ∈ ℂMod → 0 = (0g‘𝐹))
4846, 47syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 = (0g‘𝐹))
4948adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → 0 = (0g‘𝐹))
5045, 49eqeq12d 2779 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (𝑦 , 𝑦) = (0g‘𝐹)))
5144, 50bitr3d 284 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0 ↔ (𝑦 , 𝑦) = (0g‘𝐹)))
52 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
5314, 6, 5, 52, 9ipeq0 21974 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑦 , 𝑦) = (0g‘𝐹) ↔ 𝑦 = (0g‘𝑊)))
541, 53sylan 592 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑦 , 𝑦) = (0g‘𝐹) ↔ 𝑦 = (0g‘𝑊)))
5527, 51, 543bitrd 308 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ 𝑦 = (0g‘𝑊)))
561adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑊 ∈ PreHil)
5733simp1d 1160 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
5857adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
59 3anass 1111 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
60 tcphcph.3 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ 𝐾)
61 simpr2 1214 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℝ)
6261recnd 11364 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℂ)
6362sqrtcld 15636 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ ℂ)
6460, 63jca 521 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ))
6564ex 418 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ)))
6634eleq2d 2850 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
67 recn 11317 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
68 elin 4096 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℂ))
6968rbaib 548 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐾))
7067, 69syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐾))
7166, 70sylan9bb 519 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ 𝐾))
7271adantrr 730 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ 𝐾))
7372ex 418 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ 𝐾)))
7473pm5.32rd 589 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥))))
75 3anass 1111 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
7674, 75bitr4di 292 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
7734eleq2d 2850 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ (√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
78 elin 4096 . . . . . . . . . . . . 13 ((√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ))
7977, 78bitrdi 290 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ)))
8065, 76, 793imtr4d 297 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
8159, 80biimtrid 245 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
8281imp 412 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
8382adantlr 728 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
8417adantlr 728 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
85 simprl 783 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ 𝑉)
86 simprr 785 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑧 ∈ 𝑉)
872, 5, 14, 56, 58, 6, 83, 84, 28, 8, 85, 86tcphcphlem1 25586 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))) ≤ ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
885, 8grpsubcl 19259 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
89883expb 1138 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
9013, 89sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
91 oveq12 7452 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) ∧ 𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧)) → (𝑥 , 𝑥) = ((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧)))
9291anidms 577 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = ((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧)))
9392fveq2d 6912 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))))
9493, 23, 24fvmpt3i 7022 . . . . . . . 8 ((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g‘𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))))
9590, 94syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g‘𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))))
96 oveq12 7452 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧 ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9796anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9897fveq2d 6912 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
9998, 23, 24fvmpt3i 7022 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
10025, 99oveqan12d 7462 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)) = ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
101100adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)) = ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
10287, 95, 1013brtr4d 5140 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g‘𝑊)𝑧)) ≤ (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)))
1037, 5, 8, 9, 13, 19, 55, 102tngngpd 25002 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ NrmGrp)
104 phllmod 21966 . . . . . 6 (𝐺 ∈ PreHil → 𝐺 ∈ LMod)
1054, 104syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ LMod)
106 cnnrg 25129 . . . . . . 7 ℂfld ∈ NrmRing
10733simp3d 1162 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld))
108 eqid 2763 . . . . . . . 8 (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹))
109108subrgnrg 25022 . . . . . . 7 ((ℂfld ∈ NrmRing ∧ (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld)) → (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) ∈ NrmRing)
110106, 107, 109sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) ∈ NrmRing)
11157, 110eqeltrd 2864 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 ∈ NrmRing)
112103, 105, 1113jca 1146 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing))
1131adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑊 ∈ PreHil)
11457adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
11582adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
11617adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
117 eqid 2763 . . . . . . 7 ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑊)
118 simprl 783 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐹))
119 simprr 785 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → 𝑧 ∈ 𝑉)
1202, 5, 14, 113, 114, 6, 115, 116, 28, 117, 118, 119tcphcphlem2 25587 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧))) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
1215, 14, 117, 28lmodvscl 21183 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
1221213expb 1138 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
12311, 122sylan 592 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
124 eqid 2763 . . . . . . . 8 (norm‘𝐺) = (norm‘𝐺)
1252, 124, 5, 6tcphnmval 25580 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) ∈ 𝑉) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧))))
12613, 123, 125syl2an2r 698 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧))))
127114fveq2d 6912 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (norm‘𝐹) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))))
128127fveq1d 6910 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = ((norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))‘𝑦))
129 subrgsubg 20859 . . . . . . . . . 10 ((Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld) → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
130107, 129syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
131 cnfldnm 25127 . . . . . . . . . 10 abs = (norm‘ℂfld)
132 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
133108, 131, 132subgnm2 24983 . . . . . . . . 9 (((Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) → ((norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))‘𝑦) = (abs‘𝑦))
134130, 118, 133syl2an2r 698 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))‘𝑦) = (abs‘𝑦))
135128, 134eqtrd 2798 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = (abs‘𝑦))
1362, 124, 5, 6tcphnmval 25580 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑧 ∈ 𝑉) → ((norm‘𝐺)‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
13713, 119, 136syl2an2r 698 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
138135, 137oveq12d 7461 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
139120, 126, 1383eqtr4d 2808 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
140139ralrimivva 3209 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧 ∈ 𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
1412, 5tcphbas 25570 . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝐺)
1422, 117tcphvsca 25575 . . . . 5 ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝐺)
1432, 14tcphsca 25574 . . . . 5 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
144 eqid 2763 . . . . 5 (norm‘𝐹) = (norm‘𝐹)
145141, 124, 142, 143, 28, 144isnlm 25024 . . . 4 (𝐺 ∈ NrmMod ↔ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧 ∈ 𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧))))
146112, 140, 145sylanbrc 595 . . 3 (𝜑 → 𝐺 ∈ NrmMod)
1474, 146, 573jca 1146 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹))))
148 elin 4096 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)))
149 elrege0 13612 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥))
150149anbi2i 635 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
151148, 150bitri 278 . . . . 5 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
152151, 80biimtrid 245 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
153152ralrimiv 3157 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
154 sqrtf 15560 . . . . 5 √:ℂ⟶ℂ
155 ffun 6734 . . . . 5 (√:ℂ⟶ℂ → Fun √)
156154, 155ax-mp 5 . . . 4 Fun √
157 inss1 4136 . . . . . 6 ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ (Base‘𝐹)
158157, 36sstrid 3924 . . . . 5 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ ℂ)
159154fdmi 6743 . . . . 5 dom √ = ℂ
160158, 159sseqtrrdi 3954 . . . 4 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √)
161 funimass4 6972 . . . 4 ((Fun √ ∧ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √) → ((√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ↔ ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
162156, 160, 161sylancr 599 . . 3 (𝜑 → ((√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ↔ ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
163153, 162mpbird 260 . 2 (𝜑 → (√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹))
16442fmpttd 7139 . . . 4 (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ)
1652, 5, 6tcphval 25569 . . . . 5 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
166 cnex 11308 . . . . 5 ℂ ∈ V
167165, 5, 166tngnm 25000 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ) → (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))) = (norm‘𝐺))
16813, 164, 167syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))) = (norm‘𝐺))
169168eqcomd 2769 . 2 (𝜑 → (norm‘𝐺) = (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
1702, 6tcphip 25576 . . 3 , = (·𝑖‘𝐺)
171141, 170, 124, 143, 28iscph 25521 . 2 (𝐺 ∈ ℂPreHil ↔ ((𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹))) ∧ (√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ∧ (norm‘𝐺) = (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦)))))
172147, 163, 169, 171syl3anbrc 1362 1 (𝜑 → 𝐺 ∈ ℂPreHil)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  dom cdm 5655   “ cima 5658  Fun wfun 6552  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227   + caddc 11230   · cmul 11232  +∞cpnf 11367   ≤ cle 11371  2c2 12424  [,)cico 13505  ↑cexp 14231  √csqrt 15429  abscabs 15430  Basecbs 17416   ↾s cress 17437  Scalarcsca 17460   ·𝑠 cvsca 17461  ·𝑖cip 17462  0gc0g 17639  Grpcgrp 19173  -gcsg 19175  SubGrpcsubg 19359  SubRingcsubrg 20851  DivRingcdr 21010  LModclmod 21165  LVecclvec 21407  ℂfldccnfld 21708  PreHilcphl 21960  normcnm 24925  NrmGrpcngp 24926  NrmRingcnrg 24928  NrmModcnlm 24929  ℂModcclm 25413  ℂPreHilccph 25517  toℂPreHilctcph 25518
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-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-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-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-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  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-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  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-seq 14172  df-exp 14232  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  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-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-topgen 17643  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-subg 19362  df-ghm 19457  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-abv 21096  df-staf 21126  df-srng 21127  df-lmod 21167  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-phl 21962  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
This theorem is used by:  rrxcph  25743
  Copyright terms: Public domain W3C validator