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

Theorem hhssabloilem 28427
Description: Lemma for hhssabloi 28428. Formerly part of proof for hhssabloi 28428 which was based on the deprecated definition "SubGrpOp" for subgroups. (Contributed by NM, 9-Apr-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Dec-2013.) (Revised by AV, 27-Aug-2021.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
hhssabl.1 𝐻S
Assertion
Ref Expression
hhssabloilem ( + ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ + )

Proof of Theorem hhssabloilem
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hilablo 28326 . . 3 + ∈ AbelOp
2 ablogrpo 27710 . . 3 ( + ∈ AbelOp → + ∈ GrpOp)
31, 2ax-mp 5 . 2 + ∈ GrpOp
4 hhssabl.1 . . . 4 𝐻S
54elexi 3353 . . 3 𝐻 ∈ V
6 eqid 2760 . . . . . . . 8 ran + = ran +
76grpofo 27662 . . . . . . 7 ( + ∈ GrpOp → + :(ran + × ran + )–onto→ran + )
8 fof 6276 . . . . . . 7 ( + :(ran + × ran + )–onto→ran + → + :(ran + × ran + )⟶ran + )
93, 7, 8mp2b 10 . . . . . 6 + :(ran + × ran + )⟶ran +
104shssii 28379 . . . . . . . 8 𝐻 ⊆ ℋ
11 df-hba 28135 . . . . . . . . 9 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
12 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
1312hhva 28332 . . . . . . . . 9 + = ( +𝑣 ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
1411, 13bafval 27768 . . . . . . . 8 ℋ = ran +
1510, 14sseqtri 3778 . . . . . . 7 𝐻 ⊆ ran +
16 xpss12 5281 . . . . . . 7 ((𝐻 ⊆ ran +𝐻 ⊆ ran + ) → (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + ))
1715, 15, 16mp2an 710 . . . . . 6 (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + )
18 fssres 6231 . . . . . 6 (( + :(ran + × ran + )⟶ran + ∧ (𝐻 × 𝐻) ⊆ (ran + × ran + )) → ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran + )
199, 17, 18mp2an 710 . . . . 5 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran +
20 ffn 6206 . . . . 5 (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶ran + → ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻))
2119, 20ax-mp 5 . . . 4 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻)
22 ovres 6965 . . . . . 6 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) = (𝑥 + 𝑦))
23 shaddcl 28383 . . . . . . 7 ((𝐻S𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐻)
244, 23mp3an1 1560 . . . . . 6 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐻)
2522, 24eqeltrd 2839 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻)
2625rgen2a 3115 . . . 4 𝑥𝐻𝑦𝐻 (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻
27 ffnov 6929 . . . 4 (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻 ↔ (( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) Fn (𝐻 × 𝐻) ∧ ∀𝑥𝐻𝑦𝐻 (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻))
2821, 26, 27mpbir2an 993 . . 3 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)):(𝐻 × 𝐻)⟶𝐻
2922oveq1d 6828 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
30293adant3 1127 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
31 ovres 6965 . . . . 5 (((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) ∈ 𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧))
3225, 31stoic3 1850 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦) + 𝑧))
33 ovres 6965 . . . . . . 7 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑦 + 𝑧))
3433oveq2d 6829 . . . . . 6 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
35343adant1 1125 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
3628fovcl 6930 . . . . . . 7 ((𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻)
37 ovres 6965 . . . . . . 7 ((𝑥𝐻 ∧ (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) ∈ 𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
3836, 37sylan2 492 . . . . . 6 ((𝑥𝐻 ∧ (𝑦𝐻𝑧𝐻)) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
39383impb 1108 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = (𝑥 + (𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
4015sseli 3740 . . . . . 6 (𝑥𝐻𝑥 ∈ ran + )
4115sseli 3740 . . . . . 6 (𝑦𝐻𝑦 ∈ ran + )
4215sseli 3740 . . . . . 6 (𝑧𝐻𝑧 ∈ ran + )
436grpoass 27666 . . . . . . 7 (( + ∈ GrpOp ∧ (𝑥 ∈ ran +𝑦 ∈ ran +𝑧 ∈ ran + )) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
443, 43mpan 708 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ran +𝑦 ∈ ran +𝑧 ∈ ran + ) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
4540, 41, 42, 44syl3an 1164 . . . . 5 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
4635, 39, 453eqtr4d 2804 . . . 4 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)) = ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧))
4730, 32, 463eqtr4d 2804 . . 3 ((𝑥𝐻𝑦𝐻𝑧𝐻) → ((𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑦)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧) = (𝑥( + ↾ (𝐻 × 𝐻))(𝑦( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑧)))
48 hilid 28327 . . . 4 (GId‘ + ) = 0
49 sh0 28382 . . . . 5 (𝐻S → 0𝐻)
504, 49ax-mp 5 . . . 4 0𝐻
5148, 50eqeltri 2835 . . 3 (GId‘ + ) ∈ 𝐻
52 ovres 6965 . . . . 5 (((GId‘ + ) ∈ 𝐻𝑥𝐻) → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ + ) + 𝑥))
5351, 52mpan 708 . . . 4 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = ((GId‘ + ) + 𝑥))
54 eqid 2760 . . . . . 6 (GId‘ + ) = (GId‘ + )
556, 54grpolid 27679 . . . . 5 (( + ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran + ) → ((GId‘ + ) + 𝑥) = 𝑥)
563, 40, 55sylancr 698 . . . 4 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + ) + 𝑥) = 𝑥)
5753, 56eqtrd 2794 . . 3 (𝑥𝐻 → ((GId‘ + )( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = 𝑥)
5812hhnv 28331 . . . . . . 7 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ NrmCVec
5912hhsm 28335 . . . . . . . 8 · = ( ·𝑠OLD ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
60 eqid 2760 . . . . . . . 8 ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = ( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))
6113, 59, 60nvinvfval 27804 . . . . . . 7 (⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ NrmCVec → ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = (inv‘ + ))
6258, 61ax-mp 5 . . . . . 6 ( ·(2nd ↾ ({-1} × V))) = (inv‘ + )
6362eqcomi 2769 . . . . 5 (inv‘ + ) = ( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))
6463fveq1i 6353 . . . 4 ((inv‘ + )‘𝑥) = (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥)
65 ax-hfvmul 28171 . . . . . . 7 · :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ
66 ffn 6206 . . . . . . 7 ( · :(ℂ × ℋ)⟶ ℋ → · Fn (ℂ × ℋ))
6765, 66ax-mp 5 . . . . . 6 · Fn (ℂ × ℋ)
68 neg1cn 11316 . . . . . 6 -1 ∈ ℂ
6960curry1val 7438 . . . . . 6 (( · Fn (ℂ × ℋ) ∧ -1 ∈ ℂ) → (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) = (-1 · 𝑥))
7067, 68, 69mp2an 710 . . . . 5 (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) = (-1 · 𝑥)
71 shmulcl 28384 . . . . . 6 ((𝐻S ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝑥𝐻) → (-1 · 𝑥) ∈ 𝐻)
724, 68, 71mp3an12 1563 . . . . 5 (𝑥𝐻 → (-1 · 𝑥) ∈ 𝐻)
7370, 72syl5eqel 2843 . . . 4 (𝑥𝐻 → (( ·(2nd ↾ ({-1} × V)))‘𝑥) ∈ 𝐻)
7464, 73syl5eqel 2843 . . 3 (𝑥𝐻 → ((inv‘ + )‘𝑥) ∈ 𝐻)
75 ovres 6965 . . . . 5 ((((inv‘ + )‘𝑥) ∈ 𝐻𝑥𝐻) → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥))
7674, 75mpancom 706 . . . 4 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥))
77 eqid 2760 . . . . . 6 (inv‘ + ) = (inv‘ + )
786, 54, 77grpolinv 27689 . . . . 5 (( + ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ ran + ) → (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥) = (GId‘ + ))
793, 40, 78sylancr 698 . . . 4 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥) + 𝑥) = (GId‘ + ))
8076, 79eqtrd 2794 . . 3 (𝑥𝐻 → (((inv‘ + )‘𝑥)( + ↾ (𝐻 × 𝐻))𝑥) = (GId‘ + ))
815, 28, 47, 51, 57, 74, 80isgrpoi 27661 . 2 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp
82 resss 5580 . 2 ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ +
833, 81, 823pm3.2i 1424 1 ( + ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ∈ GrpOp ∧ ( + ↾ (𝐻 × 𝐻)) ⊆ + )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  Vcvv 3340  wss 3715  {csn 4321  cop 4327   × cxp 5264  ccnv 5265  ran crn 5267  cres 5268  ccom 5270   Fn wfn 6044  wf 6045  ontowfo 6047  cfv 6049  (class class class)co 6813  2nd c2nd 7332  cc 10126  1c1 10129  -cneg 10459  GrpOpcgr 27652  GIdcgi 27653  invcgn 27654  AbelOpcablo 27707  NrmCVeccnv 27748  chil 28085   + cva 28086   · csm 28087  normcno 28089  0c0v 28090   S csh 28094
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 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205  ax-pre-sup 10206  ax-hilex 28165  ax-hfvadd 28166  ax-hvcom 28167  ax-hvass 28168  ax-hv0cl 28169  ax-hvaddid 28170  ax-hfvmul 28171  ax-hvmulid 28172  ax-hvmulass 28173  ax-hvdistr1 28174  ax-hvdistr2 28175  ax-hvmul0 28176  ax-hfi 28245  ax-his1 28248  ax-his2 28249  ax-his3 28250  ax-his4 28251
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 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-er 7911  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-sup 8513  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-4 11273  df-n0 11485  df-z 11570  df-uz 11880  df-rp 12026  df-seq 12996  df-exp 13055  df-cj 14038  df-re 14039  df-im 14040  df-sqrt 14174  df-abs 14175  df-grpo 27656  df-gid 27657  df-ginv 27658  df-ablo 27708  df-vc 27723  df-nv 27756  df-va 27759  df-ba 27760  df-sm 27761  df-0v 27762  df-nmcv 27764  df-hnorm 28134  df-hba 28135  df-hvsub 28137  df-sh 28373
This theorem is referenced by:  hhssabloi  28428
  Copyright terms: Public domain W3C validator