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

Theorem tcphcph 25563
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 25553 . . . 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 25544 . . . . . 6 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))))
8 eqid 2760 . . . . . 6 (-g‘𝑊) = (-g‘𝑊)
9 eqid 2760 . . . . . 6 (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
10 phllmod 21941 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
111, 10syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
12 lmodgrp 21147 . . . . . . 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 25559 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥 , 𝑥) ∈ ℝ)
17 tcphcph.4 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
1816, 17resqrtcld 15590 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ ℝ)
1918fmpttd 7115 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))):𝑉⟶ℝ)
20 oveq12 7429 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑦 ∧ 𝑥 = 𝑦) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2120anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2221fveq2d 6889 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
23 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))
24 fvex 6898 . . . . . . . . . 10 (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ V
2522, 23, 24fvmpt3i 6999 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2625adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2726eqeq1d 2762 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
28 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
29 phllvec 21940 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LVec)
301, 29syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑊 ∈ LVec)
3114lvecdrng 21385 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ LVec → 𝐹 ∈ DivRing)
3230, 31syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹 ∈ DivRing)
3328, 15, 32cphsubrglem 25503 . . . . . . . . . . . . . 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 4134 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∩ ℂ) ⊆ ℂ
3634, 35eqsstrdi 3952 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3736adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3814, 6, 5, 28ipcl 21944 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
39383anidm23 1448 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
401, 39sylan 592 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
4137, 40sseldd 3909 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ ℂ)
4241sqrtcld 15612 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ)
43 sqeq0 14266 . . . . . . . . 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 15614 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = (𝑦 , 𝑦))
462, 5, 14, 1, 15phclm 25558 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂMod)
4714clm0 25398 . . . . . . . . . . 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 2776 . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . 9 (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
5314, 6, 5, 52, 9ipeq0 21949 . . . . . . . 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 11340 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℂ)
6362sqrtcld 15612 . . . . . . . . . . . . . 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 2846 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
67 recn 11293 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
68 elin 4093 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2846 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ (√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
78 elin 4093 . . . . . . . . . . . . 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 25561 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))) ≤ ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
885, 8grpsubcl 19235 . . . . . . . . . 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 7429 . . . . . . . . . . 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 6889 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))))
9493, 23, 24fvmpt3i 6999 . . . . . . . 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 7429 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧 ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9796anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9897fveq2d 6889 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
9998, 23, 24fvmpt3i 6999 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
10025, 99oveqan12d 7439 . . . . . . . 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 5136 . . . . . 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 24977 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ NrmGrp)
104 phllmod 21941 . . . . . 6 (𝐺 ∈ PreHil → 𝐺 ∈ LMod)
1054, 104syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ LMod)
106 cnnrg 25104 . . . . . . 7 ℂfld ∈ NrmRing
10733simp3d 1162 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld))
108 eqid 2760 . . . . . . . 8 (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹))
109108subrgnrg 24997 . . . . . . 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 2860 . . . . 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 2760 . . . . . . 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 25562 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧))) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
1215, 14, 117, 28lmodvscl 21158 . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . 8 (norm‘𝐺) = (norm‘𝐺)
1252, 124, 5, 6tcphnmval 25555 . . . . . . 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 6889 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (norm‘𝐹) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))))
128127fveq1d 6887 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = ((norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))‘𝑦))
129 subrgsubg 20834 . . . . . . . . . 10 ((Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld) → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
130107, 129syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
131 cnfldnm 25102 . . . . . . . . . 10 abs = (norm‘ℂfld)
132 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
133108, 131, 132subgnm2 24958 . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = (abs‘𝑦))
1362, 124, 5, 6tcphnmval 25555 . . . . . . . 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 7438 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
139120, 126, 1383eqtr4d 2805 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
140139ralrimivva 3205 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧 ∈ 𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
1412, 5tcphbas 25545 . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝐺)
1422, 117tcphvsca 25550 . . . . 5 ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝐺)
1432, 14tcphsca 25549 . . . . 5 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
144 eqid 2760 . . . . 5 (norm‘𝐹) = (norm‘𝐹)
145141, 124, 142, 143, 28, 144isnlm 24999 . . . 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 4093 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)))
149 elrege0 13588 . . . . . . 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 3153 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
154 sqrtf 15536 . . . . 5 √:ℂ⟶ℂ
155 ffun 6712 . . . . 5 (√:ℂ⟶ℂ → Fun √)
156154, 155ax-mp 5 . . . 4 Fun √
157 inss1 4133 . . . . . 6 ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ (Base‘𝐹)
158157, 36sstrid 3919 . . . . 5 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ ℂ)
159154fdmi 6721 . . . . 5 dom √ = ℂ
160158, 159sseqtrrdi 3949 . . . 4 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √)
161 funimass4 6949 . . . 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 7115 . . . 4 (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ)
1652, 5, 6tcphval 25544 . . . . 5 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
166 cnex 11284 . . . . 5 ℂ ∈ V
167165, 5, 166tngnm 24975 . . . 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 2766 . 2 (𝜑 → (norm‘𝐺) = (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
1702, 6tcphip 25551 . . 3 , = (·𝑖‘𝐺)
171141, 170, 124, 143, 28iscph 25496 . 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 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076   ⊆ wss 3895   ∩ cin 4089   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650   “ cima 5653  Fun wfun 6532  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203   + caddc 11206   · cmul 11208  +∞cpnf 11343   ≤ cle 11347  2c2 12400  [,)cico 13481  ↑cexp 14207  √csqrt 15405  abscabs 15406  Basecbs 17392   ↾s cress 17413  Scalarcsca 17436   ·𝑠 cvsca 17437  ·𝑖cip 17438  0gc0g 17615  Grpcgrp 19149  -gcsg 19151  SubGrpcsubg 19335  SubRingcsubrg 20826  DivRingcdr 20985  LModclmod 21140  LVecclvec 21382  ℂfldccnfld 21683  PreHilcphl 21935  normcnm 24900  NrmGrpcngp 24901  NrmRingcnrg 24903  NrmModcnlm 24904  ℂModcclm 25388  ℂPreHilccph 25492  toℂPreHilctcph 25493
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-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-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-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-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  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-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-inf 9438  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-seq 14148  df-exp 14208  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  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-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-topgen 17619  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-mhm 18983  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-subg 19338  df-ghm 19433  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-abv 21071  df-staf 21101  df-srng 21102  df-lmod 21142  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-phl 21937  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
This theorem is used by:  rrxcph  25718
  Copyright terms: Public domain W3C validator