HomeHome Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem cdj1 10360
Description: Two ways to express "A and B are completely disjoint subspaces." (1) => (2) in Lemma 5 of [Holland] p. 1520.
Hypotheses
Ref Expression
cdj1.1 |- A e. SH
cdj1.2 |- B e. SH
Assertion
Ref Expression
cdj1 |- (E.w e. RR (0 < w /\ A.y e. A A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v)))) -> E.x e. RR (0 < x /\ A.y e. A A.z e. B ((normh` y) = 1 -> x <_ (normh` (y -h z)))))
Distinct variable groups:   x,y,z,w,A   x,v,B,y,z,w

Proof of Theorem cdj1
StepHypRef Expression
1 gt0ne0t 5618 . . . . . . 7 |- ((w e. RR /\ 0 < w) -> w =/= 0)
2 rerecclt 5803 . . . . . . 7 |- ((w e. RR /\ w =/= 0) -> (1 / w) e. RR)
31, 2syldan 467 . . . . . 6 |- ((w e. RR /\ 0 < w) -> (1 / w) e. RR)
43adantrr 395 . . . . 5 |- ((w e. RR /\ (0 < w /\ A.y e. A A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))))) -> (1 / w) e. RR)
5 recgt0t 5861 . . . . . . 7 |- ((w e. RR /\ 0 < w) -> 0 < (1 / w))
65adantrr 395 . . . . . 6 |- ((w e. RR /\ (0 < w /\ A.y e. A A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))))) -> 0 < (1 / w))
7 1re 5435 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- 1 e. RR
87a1i 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) /\ (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) /\ (normh` y) = 1)) -> 1 e. RR)
9 cdj1.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- B e. SH
109shel 9082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (z e. B -> z e. H~)
11 ax1cn 5269 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- 1 e. CC
1211negcl 5369 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- -u1 e. CC
13 hvmulclt 8883 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- ((-u1 e. CC /\ z e. H~) -> (-u1 .h z) e. H~)
1412, 13mpan 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (z e. H~ -> (-u1 .h z) e. H~)
1510, 14syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (z e. B -> (-u1 .h z) e. H~)
16 normclt 8991 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((-u1 .h z) e. H~ -> (normh` (-u1 .h z)) e. RR)
1715, 16syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- (z e. B -> (normh` (-u1 .h z)) e. RR)
1817adantl 388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) -> (normh` (-u1 .h z)) e. RR)
19 axaddrcl 5272 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((1 e. RR /\ (normh` (-u1 .h z)) e. RR) -> (1 + (normh` (-u1 .h z))) e. RR)
207, 19mpan 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((normh` (-u1 .h z)) e. RR -> (1 + (normh` (-u1 .h z))) e. RR)
2118, 20syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) -> (1 + (normh` (-u1 .h z))) e. RR)
2221adantr 389 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) /\ (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) /\ (normh` y) = 1)) -> (1 + (normh` (-u1 .h z))) e. RR)
23 axmulrcl 5274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((w e. RR /\ (normh` (y -h z)) e. RR) -> (w x. (normh` (y -h z))) e. RR)
24 hvsubclt 8887 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ((y e. H~ /\ z e. H~) -> (y -h z) e. H~)
25 cdj1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- A e. SH
2625shel 9082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (y e. A -> y e. H~)
2724, 26, 10syl2an 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((y e. A /\ z e. B) -> (y -h z) e. H~)
28 normclt 8991 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((y -h z) e. H~ -> (normh` (y -h z)) e. RR)
2927, 28syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((y e. A /\ z e. B) -> (normh` (y -h z)) e. RR)
3023, 29sylan2 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((w e. RR /\ (y e. A /\ z e. B)) -> (w x. (normh` (y -h z))) e. RR)
3130anassrs 441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) -> (w x. (normh` (y -h z))) e. RR)
3231adantr 389 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) /\ (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) /\ (normh` y) = 1)) -> (w x. (normh` (y -h z))) e. RR)
33 addge01t 5672 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((1 e. RR /\ (normh` (-u1 .h z)) e. RR) -> (0 <_ (normh` (-u1 .h z)) <-> 1 <_ (1 + (normh` (-u1 .h z)))))
347, 33mpan 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((normh` (-u1 .h z)) e. RR -> (0 <_ (normh` (-u1 .h z)) <-> 1 <_ (1 + (normh` (-u1 .h z)))))
3534biimpa 416 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (((normh` (-u1 .h z)) e. RR /\ 0 <_ (normh` (-u1 .h z))) -> 1 <_ (1 + (normh` (-u1 .h z))))
36 normge0t 8992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- ((-u1 .h z) e. H~ -> 0 <_ (normh` (-u1 .h z)))
3715, 36syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (z e. B -> 0 <_ (normh` (-u1 .h z)))
3835, 17, 37sylanc 471 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (z e. B -> 1 <_ (1 + (normh` (-u1 .h z))))
3938ad2antlr 405 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) /\ (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) /\ (normh` y) = 1)) -> 1 <_ (1 + (normh` (-u1 .h z))))
40 shmulcltOLD 9088 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (B e. SH -> ((-u1 e. CC /\ z e. B) -> (-u1 .h z) e. B))
419, 40ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ((-u1 e. CC /\ z e. B) -> (-u1 .h z) e. B)
4212, 41mpan 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (z e. B -> (-u1 .h z) e. B)
43 fveq2 3724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (v = (-u1 .h z) -> (normh` v) = (normh` (-u1 .h z)))
4443opreq2d 3976 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (v = (-u1 .h z) -> ((normh` y) + (normh` v)) = ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))))
45 opreq2 3969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (v = (-u1 .h z) -> (y +h v) = (y +h (-u1 .h z)))
4645fveq2d 3728 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (v = (-u1 .h z) -> (normh` (y +h v)) = (normh` (y +h (-u1 .h z))))
4746opreq2d 3976 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (v = (-u1 .h z) -> (w x. (normh` (y +h v))) = (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z)))))
4844, 47breq12d 2631 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (v = (-u1 .h z) -> (((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) <-> ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))) <_ (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z))))))
4948rcla4v 1873 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ((-u1 .h z) e. B -> (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) -> ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))) <_ (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z))))))
5042, 49syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- (z e. B -> (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) -> ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))) <_ (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z))))))
5150imp 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((z e. B /\ A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v)))) -> ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))) <_ (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z)))))
5251ad2ant2lr 410 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((((w e. RR /\ y e. A) /\ z e. B) /\ (A.v e. B ((normh` y) + (normh` v)) <_ (w x. (normh` (y +h v))) /\ (normh` y) = 1)) -> ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))) <_ (w x. (normh` (y +h (-u1 .h z)))))
53 opreq1 3968 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- (1 = (normh` y) -> (1 + (normh` (-u1 .h z))) = ((normh` y) + (normh` (-u1 .h z))))
5453eqcoms 1478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((normh` y) = 1 -> (1 + (normh` (-u1 .h z)