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

Theorem imasip 16383
Description: The inner product of an image structure. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
imasbas.u (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
imasbas.v (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
imasbas.f (𝜑𝐹:𝑉onto𝐵)
imasbas.r (𝜑𝑅𝑍)
imasip.i , = (·𝑖𝑅)
imasip.w 𝐼 = (·𝑖𝑈)
Assertion
Ref Expression
imasip (𝜑𝐼 = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
Distinct variable groups:   𝑞,𝑝,𝐹   𝑅,𝑝,𝑞   𝜑,𝑝,𝑞   𝑉,𝑝,𝑞
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑞,𝑝)   𝑈(𝑞,𝑝)   , (𝑞,𝑝)   𝐼(𝑞,𝑝)   𝑍(𝑞,𝑝)

Proof of Theorem imasip
Dummy variables 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasbas.u . . 3 (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
2 imasbas.v . . 3 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
3 eqid 2760 . . 3 (+g𝑅) = (+g𝑅)
4 eqid 2760 . . 3 (.r𝑅) = (.r𝑅)
5 eqid 2760 . . 3 (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑅)
6 eqid 2760 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑅)) = (Base‘(Scalar‘𝑅))
7 eqid 2760 . . 3 ( ·𝑠𝑅) = ( ·𝑠𝑅)
8 imasip.i . . 3 , = (·𝑖𝑅)
9 eqid 2760 . . 3 (TopOpen‘𝑅) = (TopOpen‘𝑅)
10 eqid 2760 . . 3 (dist‘𝑅) = (dist‘𝑅)
11 eqid 2760 . . 3 (le‘𝑅) = (le‘𝑅)
12 imasbas.f . . . 4 (𝜑𝐹:𝑉onto𝐵)
13 imasbas.r . . . 4 (𝜑𝑅𝑍)
14 eqid 2760 . . . 4 (+g𝑈) = (+g𝑈)
151, 2, 12, 13, 3, 14imasplusg 16379 . . 3 (𝜑 → (+g𝑈) = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝐹‘(𝑝(+g𝑅)𝑞))⟩})
16 eqid 2760 . . . 4 (.r𝑈) = (.r𝑈)
171, 2, 12, 13, 4, 16imasmulr 16380 . . 3 (𝜑 → (.r𝑈) = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝐹‘(𝑝(.r𝑅)𝑞))⟩})
18 eqid 2760 . . . 4 ( ·𝑠𝑈) = ( ·𝑠𝑈)
191, 2, 12, 13, 5, 6, 7, 18imasvsca 16382 . . 3 (𝜑 → ( ·𝑠𝑈) = 𝑞𝑉 (𝑝 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)), 𝑥 ∈ {(𝐹𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝( ·𝑠𝑅)𝑞))))
20 eqidd 2761 . . 3 (𝜑 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
21 eqidd 2761 . . 3 (𝜑 → ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹) = ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹))
22 eqid 2760 . . . 4 (dist‘𝑈) = (dist‘𝑈)
231, 2, 12, 13, 10, 22imasds 16375 . . 3 (𝜑 → (dist‘𝑈) = (𝑥𝐵, 𝑦𝐵 ↦ inf( 𝑢 ∈ ℕ ran (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ ((𝑉 × 𝑉) ↑𝑚 (1...𝑢)) ∣ ((𝐹‘(1st ‘(𝑤‘1))) = 𝑥 ∧ (𝐹‘(2nd ‘(𝑤𝑢))) = 𝑦 ∧ ∀𝑣 ∈ (1...(𝑢 − 1))(𝐹‘(2nd ‘(𝑤𝑣))) = (𝐹‘(1st ‘(𝑤‘(𝑣 + 1)))))} ↦ (ℝ*𝑠 Σg ((dist‘𝑅) ∘ 𝑧))), ℝ*, < )))
24 eqidd 2761 . . 3 (𝜑 → ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹) = ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹))
251, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 15, 17, 19, 20, 21, 23, 24, 12, 13imasval 16373 . 2 (𝜑𝑈 = (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}))
26 eqid 2760 . . 3 (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}) = (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
2726imasvalstr 16314 . 2 (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩}) Struct ⟨1, 12⟩
28 ipid 16225 . 2 ·𝑖 = Slot (·𝑖‘ndx)
29 snsstp3 4494 . . . 4 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}
30 ssun2 3920 . . . 4 {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩})
3129, 30sstri 3753 . . 3 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩})
32 ssun1 3919 . . 3 ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ⊆ (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
3331, 32sstri 3753 . 2 {⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩} ⊆ (({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (+g𝑈)⟩, ⟨(.r‘ndx), (.r𝑈)⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), (Scalar‘𝑅)⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), ( ·𝑠𝑈)⟩, ⟨(·𝑖‘ndx), 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩}⟩}) ∪ {⟨(TopSet‘ndx), ((TopOpen‘𝑅) qTop 𝐹)⟩, ⟨(le‘ndx), ((𝐹 ∘ (le‘𝑅)) ∘ 𝐹)⟩, ⟨(dist‘ndx), (dist‘𝑈)⟩})
34 fvex 6362 . . . 4 (Base‘𝑅) ∈ V
352, 34syl6eqel 2847 . . 3 (𝜑𝑉 ∈ V)
36 snex 5057 . . . . . 6 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V
3736rgenw 3062 . . . . 5 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V
38 iunexg 7308 . . . . 5 ((𝑉 ∈ V ∧ ∀𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V) → 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
3935, 37, 38sylancl 697 . . . 4 (𝜑 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
4039ralrimivw 3105 . . 3 (𝜑 → ∀𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
41 iunexg 7308 . . 3 ((𝑉 ∈ V ∧ ∀𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V) → 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
4235, 40, 41syl2anc 696 . 2 (𝜑 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩} ∈ V)
43 imasip.w . 2 𝐼 = (·𝑖𝑈)
4425, 27, 28, 33, 42, 43strfv3 16110 1 (𝜑𝐼 = 𝑝𝑉 𝑞𝑉 {⟨⟨(𝐹𝑝), (𝐹𝑞)⟩, (𝑝 , 𝑞)⟩})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  Vcvv 3340  cun 3713  {csn 4321  {ctp 4325  cop 4327   ciun 4672  ccnv 5265  ccom 5270  ontowfo 6047  cfv 6049  (class class class)co 6813  1c1 10129  2c2 11262  cdc 11685  ndxcnx 16056  Basecbs 16059  +gcplusg 16143  .rcmulr 16144  Scalarcsca 16146   ·𝑠 cvsca 16147  ·𝑖cip 16148  TopSetcts 16149  lecple 16150  distcds 16152  TopOpenctopn 16284   qTop cqtop 16365  s cimas 16366
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
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-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-int 4628  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-1o 7729  df-oadd 7733  df-er 7911  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-fin 8125  df-sup 8513  df-inf 8514  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-4 11273  df-5 11274  df-6 11275  df-7 11276  df-8 11277  df-9 11278  df-n0 11485  df-z 11570  df-dec 11686  df-uz 11880  df-fz 12520  df-struct 16061  df-ndx 16062  df-slot 16063  df-base 16065  df-plusg 16156  df-mulr 16157  df-sca 16159  df-vsca 16160  df-ip 16161  df-tset 16162  df-ple 16163  df-ds 16166  df-imas 16370
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator