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

Theorem tchcph 23082
Description: The standard definition of a norm turns any pre-Hilbert space over a quadratically closed subfield of fld 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
tchval.n 𝐺 = (toℂHil‘𝑊)
tchcph.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
tchcph.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
tchcph.1 (𝜑𝑊 ∈ PreHil)
tchcph.2 (𝜑𝐹 = (ℂflds 𝐾))
tchcph.h , = (·𝑖𝑊)
tchcph.3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ 𝐾)
tchcph.4 ((𝜑𝑥𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
Assertion
Ref Expression
tchcph (𝜑𝐺 ∈ ℂPreHil)
Distinct variable groups:   𝑥, ,   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺   𝑥,𝑉   𝜑,𝑥   𝑥,𝑊
Allowed substitution hint:   𝐾(𝑥)

Proof of Theorem tchcph
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 tchcph.1 . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ PreHil)
2 tchval.n . . . . 5 𝐺 = (toℂHil‘𝑊)
32tchphl 23072 . . . 4 (𝑊 ∈ PreHil ↔ 𝐺 ∈ PreHil)
41, 3sylib 208 . . 3 (𝜑𝐺 ∈ PreHil)
5 tchcph.v . . . . . . 7 𝑉 = (Base‘𝑊)
6 tchcph.h . . . . . . 7 , = (·𝑖𝑊)
72, 5, 6tchval 23063 . . . . . 6 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))))
8 eqid 2651 . . . . . 6 (-g𝑊) = (-g𝑊)
9 eqid 2651 . . . . . 6 (0g𝑊) = (0g𝑊)
10 phllmod 20023 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
111, 10syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
12 lmodgrp 18918 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
1311, 12syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑊 ∈ Grp)
14 tchcph.f . . . . . . . . 9 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
15 tchcph.2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 = (ℂflds 𝐾))
162, 5, 14, 1, 15, 6tchcphlem3 23078 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝑥 , 𝑥) ∈ ℝ)
17 tchcph.4 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
1816, 17resqrtcld 14200 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝑉) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ ℝ)
19 eqid 2651 . . . . . . 7 (𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))) = (𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))
2018, 19fmptd 6425 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥))):𝑉⟶ℝ)
21 oveq12 6699 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑦𝑥 = 𝑦) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2221anidms 678 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑦 , 𝑦))
2322fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
24 fvex 6239 . . . . . . . . . 10 (√‘(𝑥 , 𝑥)) ∈ V
2523, 19, 24fvmpt3i 6326 . . . . . . . . 9 (𝑦𝑉 → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2625adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝑉) → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = (√‘(𝑦 , 𝑦)))
2726eqeq1d 2653 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝑉) → (((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
28 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
29 phllvec 20022 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LVec)
301, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑊 ∈ LVec)
3114lvecdrng 19153 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ LVec → 𝐹 ∈ DivRing)
3230, 31syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 ∈ DivRing)
3328, 15, 32cphsubrglem 23023 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹)) ∧ (Base‘𝐹) = (𝐾 ∩ ℂ) ∧ (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld)))
3433simp2d 1094 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (Base‘𝐹) = (𝐾 ∩ ℂ))
35 inss2 3867 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∩ ℂ) ⊆ ℂ
3634, 35syl6eqss 3688 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3736adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝑉) → (Base‘𝐹) ⊆ ℂ)
3814, 6, 5, 28ipcl 20026 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦𝑉𝑦𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
39383anidm23 1425 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
401, 39sylan 487 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ (Base‘𝐹))
4137, 40sseldd 3637 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦𝑉) → (𝑦 , 𝑦) ∈ ℂ)
4241sqrtcld 14220 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦𝑉) → (√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ)
43 sqeq0 12967 . . . . . . . . 9 ((√‘(𝑦 , 𝑦)) ∈ ℂ → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
4442, 43syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝑉) → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0))
4541sqsqrtd 14222 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = (𝑦 , 𝑦))
462, 5, 14, 1, 15tchclm 23077 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑊 ∈ ℂMod)
4714clm0 22918 . . . . . . . . . . 11 (𝑊 ∈ ℂMod → 0 = (0g𝐹))
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 = (0g𝐹))
4948adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦𝑉) → 0 = (0g𝐹))
5045, 49eqeq12d 2666 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝑉) → (((√‘(𝑦 , 𝑦))↑2) = 0 ↔ (𝑦 , 𝑦) = (0g𝐹)))
5144, 50bitr3d 270 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝑉) → ((√‘(𝑦 , 𝑦)) = 0 ↔ (𝑦 , 𝑦) = (0g𝐹)))
52 eqid 2651 . . . . . . . . 9 (0g𝐹) = (0g𝐹)
5314, 6, 5, 52, 9ipeq0 20031 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝑦𝑉) → ((𝑦 , 𝑦) = (0g𝐹) ↔ 𝑦 = (0g𝑊)))
541, 53sylan 487 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝑉) → ((𝑦 , 𝑦) = (0g𝐹) ↔ 𝑦 = (0g𝑊)))
5527, 51, 543bitrd 294 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝑉) → (((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) = 0 ↔ 𝑦 = (0g𝑊)))
561adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → 𝑊 ∈ PreHil)
5733simp1d 1093 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹)))
5857adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → 𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹)))
59 3anass 1059 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
60 tchcph.3 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ 𝐾)
61 simpr2 1088 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℝ)
6261recnd 10106 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℂ)
6362sqrtcld 14220 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ ℂ)
6460, 63jca 553 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ))
6564ex 449 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ)))
6634eleq2d 2716 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
67 recn 10064 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
68 elin 3829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℂ))
6968rbaib 967 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ 𝑥𝐾))
7067, 69syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ 𝑥𝐾))
7166, 70sylan9bb 736 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥𝐾))
7271adantrr 753 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥𝐾))
7372ex 449 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ↔ 𝑥𝐾)))
7473pm5.32rd 673 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) ↔ (𝑥𝐾 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥))))
75 3anass 1059 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) ↔ (𝑥𝐾 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
7674, 75syl6bbr 278 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) ↔ (𝑥𝐾𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
7734eleq2d 2716 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ (√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ)))
78 elin 3829 . . . . . . . . . . . . 13 ((√‘𝑥) ∈ (𝐾 ∩ ℂ) ↔ ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ))
7977, 78syl6bb 276 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹) ↔ ((√‘𝑥) ∈ 𝐾 ∧ (√‘𝑥) ∈ ℂ)))
8065, 76, 793imtr4d 283 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
8159, 80syl5bi 232 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
8281imp 444 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
8382adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
8417adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) ∧ 𝑥𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
85 simprl 809 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → 𝑦𝑉)
86 simprr 811 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → 𝑧𝑉)
872, 5, 14, 56, 58, 6, 83, 84, 28, 8, 85, 86tchcphlem1 23080 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → (√‘((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧))) ≤ ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
885, 8grpsubcl 17542 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑉𝑧𝑉) → (𝑦(-g𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
89883expb 1285 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → (𝑦(-g𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
9013, 89sylan 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → (𝑦(-g𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
91 oveq12 6699 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 = (𝑦(-g𝑊)𝑧) ∧ 𝑥 = (𝑦(-g𝑊)𝑧)) → (𝑥 , 𝑥) = ((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧)))
9291anidms 678 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑦(-g𝑊)𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = ((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧)))
9392fveq2d 6233 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(-g𝑊)𝑧) → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧))))
9493, 19, 24fvmpt3i 6326 . . . . . . . 8 ((𝑦(-g𝑊)𝑧) ∈ 𝑉 → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧))))
9590, 94syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦(-g𝑊)𝑧) , (𝑦(-g𝑊)𝑧))))
96 oveq12 6699 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧𝑥 = 𝑧) → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9796anidms 678 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 , 𝑥) = (𝑧 , 𝑧))
9897fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (√‘(𝑥 , 𝑥)) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
9998, 19, 24fvmpt3i 6326 . . . . . . . . 9 (𝑧𝑉 → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
10025, 99oveqan12d 6709 . . . . . . . 8 ((𝑦𝑉𝑧𝑉) → (((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)) = ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
101100adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → (((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)) = ((√‘(𝑦 , 𝑦)) + (√‘(𝑧 , 𝑧))))
10287, 95, 1013brtr4d 4717 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘(𝑦(-g𝑊)𝑧)) ≤ (((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑦) + ((𝑥𝑉 ↦ (√‘(𝑥 , 𝑥)))‘𝑧)))
1037, 5, 8, 9, 13, 20, 55, 102tngngpd 22504 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ NrmGrp)
104 phllmod 20023 . . . . . 6 (𝐺 ∈ PreHil → 𝐺 ∈ LMod)
1054, 104syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ LMod)
106 cnnrg 22631 . . . . . . 7 fld ∈ NrmRing
10733simp3d 1095 . . . . . . 7 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld))
108 eqid 2651 . . . . . . . 8 (ℂflds (Base‘𝐹)) = (ℂflds (Base‘𝐹))
109108subrgnrg 22524 . . . . . . 7 ((ℂfld ∈ NrmRing ∧ (Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld)) → (ℂflds (Base‘𝐹)) ∈ NrmRing)
110106, 107, 109sylancr 696 . . . . . 6 (𝜑 → (ℂflds (Base‘𝐹)) ∈ NrmRing)
11157, 110eqeltrd 2730 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ NrmRing)
112103, 105, 1113jca 1261 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing))
1131adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → 𝑊 ∈ PreHil)
11457adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → 𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹)))
11582adantlr 751 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
11617adantlr 751 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) ∧ 𝑥𝑉) → 0 ≤ (𝑥 , 𝑥))
117 eqid 2651 . . . . . . 7 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
118 simprl 809 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐹))
119 simprr 811 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → 𝑧𝑉)
1202, 5, 14, 113, 114, 6, 115, 116, 28, 117, 118, 119tchcphlem2 23081 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (√‘((𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧))) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
12113adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → 𝑊 ∈ Grp)
1225, 14, 117, 28lmodvscl 18928 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉) → (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
1231223expb 1285 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
12411, 123sylan 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) ∈ 𝑉)
125 eqid 2651 . . . . . . . 8 (norm‘𝐺) = (norm‘𝐺)
1262, 125, 5, 6tchnmval 23074 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) ∈ 𝑉) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧))))
127121, 124, 126syl2anc 694 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧)) = (√‘((𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧) , (𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧))))
128114fveq2d 6233 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (norm‘𝐹) = (norm‘(ℂflds (Base‘𝐹))))
129128fveq1d 6231 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = ((norm‘(ℂflds (Base‘𝐹)))‘𝑦))
130 subrgsubg 18834 . . . . . . . . . . 11 ((Base‘𝐹) ∈ (SubRing‘ℂfld) → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
131107, 130syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
132131adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld))
133 cnfldnm 22629 . . . . . . . . . 10 abs = (norm‘ℂfld)
134 eqid 2651 . . . . . . . . . 10 (norm‘(ℂflds (Base‘𝐹))) = (norm‘(ℂflds (Base‘𝐹)))
135108, 133, 134subgnm2 22485 . . . . . . . . 9 (((Base‘𝐹) ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) → ((norm‘(ℂflds (Base‘𝐹)))‘𝑦) = (abs‘𝑦))
136132, 118, 135syl2anc 694 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘(ℂflds (Base‘𝐹)))‘𝑦) = (abs‘𝑦))
137129, 136eqtrd 2685 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘𝐹)‘𝑦) = (abs‘𝑦))
1382, 125, 5, 6tchnmval 23074 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑧𝑉) → ((norm‘𝐺)‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
139121, 119, 138syl2anc 694 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘𝑧) = (√‘(𝑧 , 𝑧)))
140137, 139oveq12d 6708 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)) = ((abs‘𝑦) · (√‘(𝑧 , 𝑧))))
141120, 127, 1403eqtr4d 2695 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑧𝑉)) → ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
142141ralrimivva 3000 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧)))
1432, 5tchbas 23064 . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝐺)
1442, 117tchvsca 23069 . . . . 5 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝐺)
1452, 14tchsca 23068 . . . . 5 𝐹 = (Scalar‘𝐺)
146 eqid 2651 . . . . 5 (norm‘𝐹) = (norm‘𝐹)
147143, 125, 144, 145, 28, 146isnlm 22526 . . . 4 (𝐺 ∈ NrmMod ↔ ((𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing) ∧ ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑧𝑉 ((norm‘𝐺)‘(𝑦( ·𝑠𝑊)𝑧)) = (((norm‘𝐹)‘𝑦) · ((norm‘𝐺)‘𝑧))))
148112, 142, 147sylanbrc 699 . . 3 (𝜑𝐺 ∈ NrmMod)
1494, 148, 573jca 1261 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹))))
150 elin 3829 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)))
151 elrege0 12316 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥))
152151anbi2i 730 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
153150, 152bitri 264 . . . . 5 (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥)))
154153, 80syl5bi 232 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) → (√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
155154ralrimiv 2994 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹))
156 sqrtf 14147 . . . . 5 √:ℂ⟶ℂ
157 ffun 6086 . . . . 5 (√:ℂ⟶ℂ → Fun √)
158156, 157ax-mp 5 . . . 4 Fun √
159 inss1 3866 . . . . . 6 ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ (Base‘𝐹)
160159, 36syl5ss 3647 . . . . 5 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ ℂ)
161156fdmi 6090 . . . . 5 dom √ = ℂ
162160, 161syl6sseqr 3685 . . . 4 (𝜑 → ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √)
163 funimass4 6286 . . . 4 ((Fun √ ∧ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞)) ⊆ dom √) → ((√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ↔ ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
164158, 162, 163sylancr 696 . . 3 (𝜑 → ((√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ↔ ∀𝑥 ∈ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))(√‘𝑥) ∈ (Base‘𝐹)))
165155, 164mpbird 247 . 2 (𝜑 → (√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹))
166 eqid 2651 . . . . 5 (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))) = (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦)))
16742, 166fmptd 6425 . . . 4 (𝜑 → (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ)
1682, 5, 6tchval 23063 . . . . 5 𝐺 = (𝑊 toNrmGrp (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
169 cnex 10055 . . . . 5 ℂ ∈ V
170168, 5, 169tngnm 22502 . . . 4 ((𝑊 ∈ Grp ∧ (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))):𝑉⟶ℂ) → (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))) = (norm‘𝐺))
17113, 167, 170syl2anc 694 . . 3 (𝜑 → (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))) = (norm‘𝐺))
172171eqcomd 2657 . 2 (𝜑 → (norm‘𝐺) = (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦))))
1732, 6tchip 23070 . . 3 , = (·𝑖𝐺)
174143, 173, 125, 145, 28iscph 23016 . 2 (𝐺 ∈ ℂPreHil ↔ ((𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = (ℂflds (Base‘𝐹))) ∧ (√ “ ((Base‘𝐹) ∩ (0[,)+∞))) ⊆ (Base‘𝐹) ∧ (norm‘𝐺) = (𝑦𝑉 ↦ (√‘(𝑦 , 𝑦)))))
175149, 165, 172, 174syl3anbrc 1265 1 (𝜑𝐺 ∈ ℂPreHil)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  wral 2941  cin 3606  wss 3607   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  cima 5146  Fun wfun 5920  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974   + caddc 9977   · cmul 9979  +∞cpnf 10109  cle 10113  2c2 11108  [,)cico 12215  cexp 12900  csqrt 14017  abscabs 14018  Basecbs 15904  s cress 15905  Scalarcsca 15991   ·𝑠 cvsca 15992  ·𝑖cip 15993  0gc0g 16147  Grpcgrp 17469  -gcsg 17471  SubGrpcsubg 17635  DivRingcdr 18795  SubRingcsubrg 18824  LModclmod 18911  LVecclvec 19150  fldccnfld 19794  PreHilcphl 20017  normcnm 22428  NrmGrpcngp 22429  NrmRingcnrg 22431  NrmModcnlm 22432  ℂModcclm 22908  ℂPreHilccph 23012  toℂHilctch 23013
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-tpos 7397  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ico 12219  df-fz 12365  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-topgen 16151  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-mhm 17382  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-subg 17638  df-ghm 17705  df-cmn 18241  df-abl 18242  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-cring 18596  df-oppr 18669  df-dvdsr 18687  df-unit 18688  df-invr 18718  df-dvr 18729  df-rnghom 18763  df-drng 18797  df-subrg 18826  df-abv 18865  df-staf 18893  df-srng 18894  df-lmod 18913  df-lmhm 19070  df-lvec 19151  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-cnfld 19795  df-phl 20019  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-xms 22172  df-ms 22173  df-nm 22434  df-ngp 22435  df-tng 22436  df-nrg 22437  df-nlm 22438  df-clm 22909  df-cph 23014  df-tch 23015
This theorem is referenced by:  rrxcph  23226
  Copyright terms: Public domain W3C validator