HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  adjeq Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem adjeq 29125
Description: A property that determines the adjoint of a Hilbert space operator. (Contributed by NM, 20-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
adjeq ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))) → (adj𝑇) = 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑆   𝑥,𝑇,𝑦

Proof of Theorem adjeq
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 funadj 29076 . 2 Fun adj
2 df-adjh 29039 . . . . . 6 adj = {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ (𝑧: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)))}
32eleq2i 2832 . . . . 5 (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ adj ↔ ⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ (𝑧: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)))})
4 ax-hilex 28187 . . . . . . 7 ℋ ∈ V
5 fex 6655 . . . . . . 7 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ℋ ∈ V) → 𝑇 ∈ V)
64, 5mpan2 709 . . . . . 6 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → 𝑇 ∈ V)
7 fex 6655 . . . . . . 7 ((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ℋ ∈ V) → 𝑆 ∈ V)
84, 7mpan2 709 . . . . . 6 (𝑆: ℋ⟶ ℋ → 𝑆 ∈ V)
9 feq1 6188 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 → (𝑧: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑇: ℋ⟶ ℋ))
10 fveq1 6353 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑇 → (𝑧𝑥) = (𝑇𝑥))
1110oveq1d 6830 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑇 → ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦))
1211eqeq1d 2763 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑇 → (((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)) ↔ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦))))
13122ralbidv 3128 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦))))
149, 133anbi13d 1550 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑇 → ((𝑧: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦))) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)))))
15 feq1 6188 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑆 → (𝑤: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑆: ℋ⟶ ℋ))
16 fveq1 6353 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = 𝑆 → (𝑤𝑦) = (𝑆𝑦))
1716oveq2d 6831 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = 𝑆 → (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))
1817eqeq2d 2771 . . . . . . . . 9 (𝑤 = 𝑆 → (((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)) ↔ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))))
19182ralbidv 3128 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑆 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))))
2015, 193anbi23d 1551 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑆 → ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦))) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))))
2114, 20opelopabg 5144 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ (𝑧: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)))} ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))))
226, 8, 21syl2an 495 . . . . 5 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ) → (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ (𝑧: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑧𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑤𝑦)))} ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))))
233, 22syl5bb 272 . . . 4 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ) → (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ adj ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))))
24 df-3an 1074 . . . . 5 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))) ↔ ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))))
2524baibr 983 . . . 4 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦)))))
2623, 25bitr4d 271 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ) → (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ adj ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))))
2726biimp3ar 1582 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))) → ⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ adj)
28 funopfv 6398 . 2 (Fun adj → (⟨𝑇, 𝑆⟩ ∈ adj → (adj𝑇) = 𝑆))
291, 27, 28mpsyl 68 1 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (𝑆𝑦))) → (adj𝑇) = 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2140  wral 3051  Vcvv 3341  cop 4328  {copab 4865  Fun wfun 6044  wf 6046  cfv 6050  (class class class)co 6815  chil 28107   ·ih csp 28110  adjcado 28143
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1989  ax-6 2055  ax-7 2091  ax-8 2142  ax-9 2149  ax-10 2169  ax-11 2184  ax-12 2197  ax-13 2392  ax-ext 2741  ax-rep 4924  ax-sep 4934  ax-nul 4942  ax-pow 4993  ax-pr 5056  ax-un 7116  ax-resscn 10206  ax-1cn 10207  ax-icn 10208  ax-addcl 10209  ax-addrcl 10210  ax-mulcl 10211  ax-mulrcl 10212  ax-mulcom 10213  ax-addass 10214  ax-mulass 10215  ax-distr 10216  ax-i2m1 10217  ax-1ne0 10218  ax-1rid 10219  ax-rnegex 10220  ax-rrecex 10221  ax-cnre 10222  ax-pre-lttri 10223  ax-pre-lttrn 10224  ax-pre-ltadd 10225  ax-pre-mulgt0 10226  ax-hilex 28187  ax-hfvadd 28188  ax-hvcom 28189  ax-hvass 28190  ax-hv0cl 28191  ax-hvaddid 28192  ax-hfvmul 28193  ax-hvmulid 28194  ax-hvdistr2 28197  ax-hvmul0 28198  ax-hfi 28267  ax-his1 28270  ax-his2 28271  ax-his3 28272  ax-his4 28273
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2048  df-eu 2612  df-mo 2613  df-clab 2748  df-cleq 2754  df-clel 2757  df-nfc 2892  df-ne 2934  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3343  df-sbc 3578  df-csb 3676  df-dif 3719  df-un 3721  df-in 3723  df-ss 3730  df-nul 4060  df-if 4232  df-pw 4305  df-sn 4323  df-pr 4325  df-op 4329  df-uni 4590  df-iun 4675  df-br 4806  df-opab 4866  df-mpt 4883  df-id 5175  df-po 5188  df-so 5189  df-xp 5273  df-rel 5274  df-cnv 5275  df-co 5276  df-dm 5277  df-rn 5278  df-res 5279  df-ima 5280  df-iota 6013  df-fun 6052  df-fn 6053  df-f 6054  df-f1 6055  df-fo 6056  df-f1o 6057  df-fv 6058  df-riota 6776  df-ov 6818  df-oprab 6819  df-mpt2 6820  df-er 7914  df-en 8125  df-dom 8126  df-sdom 8127  df-pnf 10289  df-mnf 10290  df-xr 10291  df-ltxr 10292  df-le 10293  df-sub 10481  df-neg 10482  df-div 10898  df-2 11292  df-cj 14059  df-re 14060  df-im 14061  df-hvsub 28159  df-adjh 29039
This theorem is referenced by:  unopadj2  29128  hmopadj  29129  adj0  29184  adjmul  29282  adjadd  29283
  Copyright terms: Public domain W3C validator