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

Theorem tcphcph 25535
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 25525 . . . 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 25516 . . . . . 6 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))))
8 eqid 2761 . . . . . 6 (-g‘𝑊) = (-g‘𝑊)
9 eqid 2761 . . . . . 6 (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
10 phllmod 21913 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
111, 10syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
12 lmodgrp 21119 . . . . . . 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 25531 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥 , 𝑥) ∈ ℝ)
17 tcphcph.4 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
1816, 17resqrtcld 15562 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ ℝ)
1918fmpttd 7107 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))):𝑉⟶ℝ)
20 oveq12 7421 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑦 ∧ 𝑥 = 𝑦) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2120anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2221fveq2d 6881 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
23 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))
24 fvex 6890 . . . . . . . . . 10 (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ V
2522, 23, 24fvmpt3i 6991 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2625adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2726eqeq1d 2763 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
28 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
29 phllvec 21912 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LVec)
301, 29syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑊 ∈ LVec)
3114lvecdrng 21357 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ LVec → 𝐹 ∈ DivRing)
3230, 31syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹 ∈ DivRing)
3328, 15, 32cphsubrglem 25475 . . . . . . . . . . . . . 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 4183 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∩ ℂ) ⊆ ℂ
3634, 35eqsstrdi 3975 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3736adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3814, 6, 5, 28ipcl 21916 . . . . . . . . . . . . 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 3932 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ ℂ)
4241sqrtcld 15584 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ)
43 sqeq0 14240 . . . . . . . . 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 15586 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = (𝑦 , 𝑦))
462, 5, 14, 1, 15phclm 25530 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂMod)
4714clm0 25370 . . . . . . . . . . 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 2777 . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . . 9 (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
5314, 6, 5, 52, 9ipeq0 21921 . . . . . . . 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 11315 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐾 ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℂ)
6362sqrtcld 15584 . . . . . . . . . . . . . 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 2847 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
67 recn 11268 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
68 elin 3915 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ (√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
78 elin 3915 . . . . . . . . . . . . 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 25533 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))) ≤ ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
885, 8grpsubcl 19207 . . . . . . . . . 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 7421 . . . . . . . . . . 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 6881 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(-g‘𝑊)𝑧) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘((𝑦(-g‘𝑊)𝑧) , (𝑦(-g‘𝑊)𝑧))))
9493, 23, 24fvmpt3i 6991 . . . . . . . 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 7421 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧 ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9796anidms 577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9897fveq2d 6881 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
9998, 23, 24fvmpt3i 6991 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
10025, 99oveqan12d 7431 . . . . . . . 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 5137 . . . . . 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 24949 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ NrmGrp)
104 phllmod 21913 . . . . . 6 (𝐺 ∈ PreHil → 𝐺 ∈ LMod)
1054, 104syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ LMod)
106 cnnrg 25076 . . . . . . 7 ℂfld ∈ NrmRing
10733simp3d 1162 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld))
108 eqid 2761 . . . . . . . 8 (ℂfld ↾s (Base‘𝐹)) = (ℂfld ↾s (Base‘𝐹))
109108subrgnrg 24969 . . . . . . 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 2861 . . . . 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 2761 . . . . . . 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 25534 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (√‘((𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧))) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
1215, 14, 117, 28lmodvscl 21130 . . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . 8 (norm‘𝐺) = (norm‘𝐺)
1252, 124, 5, 6tcphnmval 25527 . . . . . . 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 6881 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (norm‘𝐹) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))))
128127fveq1d 6879 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = ((norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))‘𝑦))
129 subrgsubg 20806 . . . . . . . . . 10 ((Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld) → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
130107, 129syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
131 cnfldnm 25074 . . . . . . . . . 10 abs = (norm‘ℂfld)
132 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹))) = (norm‘(ℂfld ↾s (Base‘𝐹)))
133108, 131, 132subgnm2 24930 . . . . . . . . 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 2796 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = (abs‘𝑦))
1362, 124, 5, 6tcphnmval 25527 . . . . . . . 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 7430 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
139120, 126, 1383eqtr4d 2806 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
140139ralrimivva 3206 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧 ∈ 𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
1412, 5tcphbas 25517 . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝐺)
1422, 117tcphvsca 25522 . . . . 5 ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝐺)
1432, 14tcphsca 25521 . . . . 5 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
144 eqid 2761 . . . . 5 (norm‘𝐹) = (norm‘𝐹)
145141, 124, 142, 143, 28, 144isnlm 24971 . . . 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 3915 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)))
149 elrege0 13563 . . . . . . 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 3154 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
154 sqrtf 15508 . . . . 5 √:ℂ⟶ℂ
155 ffun 6704 . . . . 5 (√:ℂ⟶ℂ → Fun √)
156154, 155ax-mp 5 . . . 4 Fun √
157 inss1 4182 . . . . . 6 ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ (Base‘𝐹)
158157, 36sstrid 3942 . . . . 5 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ ℂ)
159154fdmi 6713 . . . . 5 dom √ = ℂ
160158, 159sseqtrrdi 3972 . . . 4 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √)
161 funimass4 6941 . . . 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 7107 . . . 4 (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ)
1652, 5, 6tcphval 25516 . . . . 5 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
166 cnex 11259 . . . . 5 ℂ ∈ V
167165, 5, 166tngnm 24947 . . . 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 2767 . 2 (𝜑 → (norm‘𝐺) = (𝑦 ∈ 𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
1702, 6tcphip 25523 . . 3 , = (·𝑖‘𝐺)
171141, 170, 124, 143, 28iscph 25468 . 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 2145  ∀wral 3077   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651   “ cima 5654  Fun wfun 6525  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11176  ℝcr 11177  0cc0 11178   + caddc 11181   · cmul 11183  +∞cpnf 11318   ≤ cle 11322  2c2 12375  [,)cico 13456  ↑cexp 14181  √csqrt 15377  abscabs 15378  Basecbs 17364   ↾s cress 17385  Scalarcsca 17408   ·𝑠 cvsca 17409  ·𝑖cip 17410  0gc0g 17587  Grpcgrp 19121  -gcsg 19123  SubGrpcsubg 19307  SubRingcsubrg 20798  DivRingcdr 20957  LModclmod 21112  LVecclvec 21354  ℂfldccnfld 21655  PreHilcphl 21907  normcnm 24872  NrmGrpcngp 24873  NrmRingcnrg 24875  NrmModcnlm 24876  ℂModcclm 25360  ℂPreHilccph 25464  toℂPreHilctcph 25465
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-cnex 11234  ax-resscn 11235  ax-1cn 11236  ax-icn 11237  ax-addcl 11238  ax-addrcl 11239  ax-mulcl 11240  ax-mulrcl 11241  ax-mulcom 11242  ax-addass 11243  ax-mulass 11244  ax-distr 11245  ax-i2m1 11246  ax-1ne0 11247  ax-1rid 11248  ax-rnegex 11249  ax-rrecex 11250  ax-cnre 11251  ax-pre-lttri 11252  ax-pre-lttrn 11253  ax-pre-ltadd 11254  ax-pre-mulgt0 11255  ax-pre-sup 11256  ax-addf 11257  ax-mulf 11258
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-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-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-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  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-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-inf 9419  df-pnf 11323  df-mnf 11324  df-xr 11325  df-ltxr 11326  df-le 11327  df-sub 11521  df-neg 11522  df-div 11952  df-nn 12314  df-2 12383  df-3 12384  df-4 12385  df-5 12386  df-6 12387  df-7 12388  df-8 12389  df-9 12390  df-n0 12585  df-z 12672  df-dec 12793  df-uz 12944  df-q 13054  df-rp 13099  df-xneg 13219  df-xadd 13220  df-xmul 13221  df-ico 13460  df-fz 13618  df-seq 14122  df-exp 14182  df-cj 15243  df-re 15244  df-im 15245  df-sqrt 15379  df-abs 15380  df-struct 17302  df-sets 17319  df-slot 17337  df-ndx 17349  df-base 17365  df-ress 17386  df-plusg 17418  df-mulr 17419  df-starv 17420  df-sca 17421  df-vsca 17422  df-ip 17423  df-tset 17424  df-ple 17425  df-ds 17427  df-unif 17428  df-rest 17570  df-topn 17571  df-0g 17589  df-topgen 17591  df-mgm 18793  df-sgrp 18885  df-mnd 18901  df-mhm 18955  df-grp 19124  df-minusg 19125  df-sbg 19126  df-subg 19310  df-ghm 19405  df-cmn 19973  df-abl 19974  df-mgp 20338  df-rng 20352  df-ur 20385  df-ring 20438  df-cring 20439  df-oppr 20544  df-dvdsr 20564  df-unit 20565  df-invr 20595  df-dvr 20608  df-rhm 20679  df-subrng 20775  df-subrg 20799  df-drng 20959  df-abv 21043  df-staf 21073  df-srng 21074  df-lmod 21114  df-lmhm 21274  df-lvec 21355  df-sra 21425  df-rgmod 21426  df-psmet 21647  df-xmet 21648  df-met 21649  df-bl 21650  df-mopn 21651  df-cnfld 21656  df-phl 21909  df-top 23189  df-topon 23206  df-topsp 23228  df-bases 23241  df-xms 24616  df-ms 24617  df-nm 24878  df-ngp 24879  df-tng 24880  df-nrg 24881  df-nlm 24882  df-clm 25361  df-cph 25466  df-tcph 25467
This theorem is used by:  rrxcph  25690
  Copyright terms: Public domain W3C validator