Hilbert Space Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  pjhthlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pjhthlem2 28585
 Description: Lemma for pjhth 28586. (Contributed by NM, 10-Oct-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 15-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
pjhth.1 𝐻C
pjhth.2 (𝜑𝐴 ∈ ℋ)
Assertion
Ref Expression
pjhthlem2 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐻,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem pjhthlem2
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pjhth.2 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℋ)
21adantr 466 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝐴 ∈ ℋ)
3 pjhth.1 . . . . . . 7 𝐻C
43cheli 28423 . . . . . 6 (𝑥𝐻𝑥 ∈ ℋ)
54ad2antrl 699 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝑥 ∈ ℋ)
6 hvsubcl 28208 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝐴 𝑥) ∈ ℋ)
72, 5, 6syl2anc 565 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝐴 𝑥) ∈ ℋ)
82adantr 466 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝐴 ∈ ℋ)
9 simplrl 754 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻)
10 simpr 471 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → 𝑦𝐻)
11 simplrr 755 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
12 eqid 2770 . . . . . 6 (((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1)) = (((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) / ((𝑦 ·ih 𝑦) + 1))
133, 8, 9, 10, 11, 12pjhthlem1 28584 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) ∧ 𝑦𝐻) → ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
1413ralrimiva 3114 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)
153chshii 28418 . . . . 5 𝐻S
16 shocel 28475 . . . . 5 (𝐻S → ((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0)))
1715, 16ax-mp 5 . . . 4 ((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ↔ ((𝐴 𝑥) ∈ ℋ ∧ ∀𝑦𝐻 ((𝐴 𝑥) ·ih 𝑦) = 0))
187, 14, 17sylanbrc 564 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻))
19 hvpncan3 28233 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝑥 + (𝐴 𝑥)) = 𝐴)
205, 2, 19syl2anc 565 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → (𝑥 + (𝐴 𝑥)) = 𝐴)
2120eqcomd 2776 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥)))
22 oveq2 6800 . . . . 5 (𝑦 = (𝐴 𝑥) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 + (𝐴 𝑥)))
2322eqeq2d 2780 . . . 4 (𝑦 = (𝐴 𝑥) → (𝐴 = (𝑥 + 𝑦) ↔ 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥))))
2423rspcev 3458 . . 3 (((𝐴 𝑥) ∈ (⊥‘𝐻) ∧ 𝐴 = (𝑥 + (𝐴 𝑥))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
2518, 21, 24syl2anc 565 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐻 ∧ ∀𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))) → ∃𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
26 df-hba 28160 . . . 4 ℋ = (BaseSet‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
27 eqid 2770 . . . . 5 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ = ⟨⟨ + , · ⟩, norm
2827hhvs 28361 . . . 4 = ( −𝑣 ‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
2927hhnm 28362 . . . 4 norm = (normCV‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
30 eqid 2770 . . . . 5 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ = ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩
3130, 15hhssba 28462 . . . 4 𝐻 = (BaseSet‘⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩)
3227hhph 28369 . . . . 5 ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ CPreHilOLD
3332a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩ ∈ CPreHilOLD)
3427, 30hhsst 28457 . . . . . . 7 (𝐻S → ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩))
3515, 34ax-mp 5 . . . . . 6 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩)
3630, 3hhssbn 28471 . . . . . 6 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ CBan
37 elin 3945 . . . . . 6 (⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan) ↔ (⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ (SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∧ ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ CBan))
3835, 36, 37mpbir2an 682 . . . . 5 ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ⟨⟨( + ↾ (𝐻 × 𝐻)), ( · ↾ (ℂ × 𝐻))⟩, (norm𝐻)⟩ ∈ ((SubSp‘⟨⟨ + , · ⟩, norm⟩) ∩ CBan))
4026, 28, 29, 31, 33, 39, 1minveco 28074 . . 3 (𝜑 → ∃!𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
41 reurex 3308 . . 3 (∃!𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)) → ∃𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
4240, 41syl 17 . 2 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑧𝐻 (norm‘(𝐴 𝑥)) ≤ (norm‘(𝐴 𝑧)))
4325, 42reximddv 3165 1 (𝜑 → ∃𝑥𝐻𝑦 ∈ (⊥‘𝐻)𝐴 = (𝑥 + 𝑦))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 382   = wceq 1630   ∈ wcel 2144  ∀wral 3060  ∃wrex 3061  ∃!wreu 3062   ∩ cin 3720  ⟨cop 4320   class class class wbr 4784   × cxp 5247   ↾ cres 5251  ‘cfv 6031  (class class class)co 6792  ℂcc 10135  0cc0 10137  1c1 10138   + caddc 10140   ≤ cle 10276   / cdiv 10885  SubSpcss 27910  CPreHilOLDccphlo 28001  CBanccbn 28052   ℋchil 28110   +ℎ cva 28111   ·ℎ csm 28112   ·ih csp 28113  normℎcno 28114   −ℎ cmv 28116   Sℋ csh 28119   Cℋ cch 28120  ⊥cort 28121 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-inf2 8701  ax-cc 9458  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215  ax-addf 10216  ax-mulf 10217  ax-hilex 28190  ax-hfvadd 28191  ax-hvcom 28192  ax-hvass 28193  ax-hv0cl 28194  ax-hvaddid 28195  ax-hfvmul 28196  ax-hvmulid 28197  ax-hvmulass 28198  ax-hvdistr1 28199  ax-hvdistr2 28200  ax-hvmul0 28201  ax-hfi 28270  ax-his1 28273  ax-his2 28274  ax-his3 28275  ax-his4 28276  ax-hcompl 28393 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-iin 4655  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-oadd 7716  df-omul 7717  df-er 7895  df-map 8010  df-pm 8011  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-fi 8472  df-sup 8503  df-inf 8504  df-oi 8570  df-card 8964  df-acn 8967  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-4 11282  df-n0 11494  df-z 11579  df-uz 11888  df-q 11991  df-rp 12035  df-xneg 12150  df-xadd 12151  df-xmul 12152  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-fl 12800  df-seq 13008  df-exp 13067  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-clim 14426  df-rlim 14427  df-rest 16290  df-topgen 16311  df-psmet 19952  df-xmet 19953  df-met 19954  df-bl 19955  df-mopn 19956  df-fbas 19957  df-fg 19958  df-top 20918  df-topon 20935  df-bases 20970  df-cld 21043  df-ntr 21044  df-cls 21045  df-nei 21122  df-lm 21253  df-haus 21339  df-fil 21869  df-fm 21961  df-flim 21962  df-flf 21963  df-cfil 23271  df-cau 23272  df-cmet 23273  df-grpo 27681  df-gid 27682  df-ginv 27683  df-gdiv 27684  df-ablo 27733  df-vc 27748  df-nv 27781  df-va 27784  df-ba 27785  df-sm 27786  df-0v 27787  df-vs 27788  df-nmcv 27789  df-ims 27790  df-ssp 27911  df-ph 28002  df-cbn 28053  df-hnorm 28159  df-hba 28160  df-hvsub 28162  df-hlim 28163  df-hcau 28164  df-sh 28398  df-ch 28412  df-oc 28443  df-ch0 28444 This theorem is referenced by:  pjhth  28586  omlsii  28596
 Copyright terms: Public domain W3C validator