MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  isph Unicode version

Theorem isph 22284
Description: The predicate "is an inner product space." (Contributed by NM, 1-Feb-2008.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
isph.1  |-  X  =  ( BaseSet `  U )
isph.2  |-  G  =  ( +v `  U
)
isph.3  |-  M  =  ( -v `  U
)
isph.6  |-  N  =  ( normCV `  U )
Assertion
Ref Expression
isph  |-  ( U  e.  CPreHil OLD  <->  ( U  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, G    x, M, y    x, N, y    x, U, y   
x, X, y

Proof of Theorem isph
StepHypRef Expression
1 phnv 22276 . 2  |-  ( U  e.  CPreHil OLD  ->  U  e.  NrmCVec )
2 isph.2 . . . . 5  |-  G  =  ( +v `  U
)
3 eqid 2412 . . . . 5  |-  ( .s
OLD `  U )  =  ( .s OLD `  U )
4 isph.6 . . . . 5  |-  N  =  ( normCV `  U )
52, 3, 4nvop 22127 . . . 4  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U ) >. ,  N >. )
6 eleq1 2472 . . . . 5  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( U  e.  CPreHil OLD  <->  <. <. G ,  ( .s
OLD `  U ) >. ,  N >.  e.  CPreHil OLD ) )
7 fvex 5709 . . . . . . . 8  |-  ( +v
`  U )  e. 
_V
82, 7eqeltri 2482 . . . . . . 7  |-  G  e. 
_V
9 fvex 5709 . . . . . . 7  |-  ( .s
OLD `  U )  e.  _V
10 fvex 5709 . . . . . . . 8  |-  ( normCV `  U )  e.  _V
114, 10eqeltri 2482 . . . . . . 7  |-  N  e. 
_V
12 isph.1 . . . . . . . . 9  |-  X  =  ( BaseSet `  U )
1312, 2bafval 22044 . . . . . . . 8  |-  X  =  ran  G
1413isphg 22279 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  _V  /\  ( .s OLD `  U
)  e.  _V  /\  N  e.  _V )  ->  ( <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  CPreHil
OLD 
<->  ( <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) ) ) )
158, 9, 11, 14mp3an 1279 . . . . . 6  |-  ( <. <. G ,  ( .s
OLD `  U ) >. ,  N >.  e.  CPreHil OLD  <->  (
<. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) ) )
16 isph.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  M  =  ( -v `  U
)
1712, 2, 3, 16nvmval 22084 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  (
x M y )  =  ( x G ( -u 1 ( .s OLD `  U
) y ) ) )
18173expa 1153 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  /\  y  e.  X
)  ->  ( x M y )  =  ( x G (
-u 1 ( .s
OLD `  U )
y ) ) )
1918fveq2d 5699 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  /\  y  e.  X
)  ->  ( N `  ( x M y ) )  =  ( N `  ( x G ( -u 1
( .s OLD `  U
) y ) ) ) )
2019oveq1d 6063 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  /\  y  e.  X
)  ->  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 )  =  ( ( N `  ( x G (
-u 1 ( .s
OLD `  U )
y ) ) ) ^ 2 ) )
2120oveq2d 6064 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  /\  y  e.  X
)  ->  ( (
( N `  (
x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `
 ( x M y ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) ) )
2221eqeq1d 2420 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  /\  y  e.  X
)  ->  ( (
( ( N `  ( x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `
 x ) ^
2 )  +  ( ( N `  y
) ^ 2 ) ) )  <->  ( (
( N `  (
x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `
 ( x G ( -u 1 ( .s OLD `  U
) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
2322ralbidva 2690 . . . . . . . . 9  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  X )  ->  ( A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) )  <->  A. y  e.  X  ( (
( N `  (
x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `
 ( x G ( -u 1 ( .s OLD `  U
) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
2423ralbidva 2690 . . . . . . . 8  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( (
( N `  (
x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `
 ( x M y ) ) ^
2 ) )  =  ( 2  x.  (
( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) )  <->  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) ) )
2524pm5.32i 619 . . . . . . 7  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( N `  ( x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `
 x ) ^
2 )  +  ( ( N `  y
) ^ 2 ) ) ) )  <->  ( U  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( (
( N `  (
x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `
 ( x G ( -u 1 ( .s OLD `  U
) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
26 eleq1 2472 . . . . . . . 8  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( U  e.  NrmCVec  <->  <. <. G , 
( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  NrmCVec ) )
2726anbi1d 686 . . . . . . 7  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( ( U  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) )  <->  ( <. <. G , 
( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) ) ) )
2825, 27syl5rbb 250 . . . . . 6  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( ( <. <. G , 
( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x G ( -u
1 ( .s OLD `  U ) y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x
) ^ 2 )  +  ( ( N `
 y ) ^
2 ) ) ) )  <->  ( U  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) ) )
2915, 28syl5bb 249 . . . . 5  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  e.  CPreHil
OLD 
<->  ( U  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( N `  ( x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `
 x ) ^
2 )  +  ( ( N `  y
) ^ 2 ) ) ) ) ) )
306, 29bitrd 245 . . . 4  |-  ( U  =  <. <. G ,  ( .s OLD `  U
) >. ,  N >.  -> 
( U  e.  CPreHil OLD  <->  ( U  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( N `  ( x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `
 x ) ^
2 )  +  ( ( N `  y
) ^ 2 ) ) ) ) ) )
315, 30syl 16 . . 3  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( U  e.  CPreHil
OLD 
<->  ( U  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( N `  ( x G y ) ) ^ 2 )  +  ( ( N `  ( x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `
 x ) ^
2 )  +  ( ( N `  y
) ^ 2 ) ) ) ) ) )
3231bianabs 851 . 2  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( U  e.  CPreHil
OLD 
<-> 
A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
331, 32biadan2 624 1  |-  ( U  e.  CPreHil OLD  <->  ( U  e.  NrmCVec 
/\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( N `
 ( x G y ) ) ^
2 )  +  ( ( N `  (
x M y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( N `  x ) ^ 2 )  +  ( ( N `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2674   _Vcvv 2924   <.cop 3785   ` cfv 5421  (class class class)co 6048   1c1 8955    + caddc 8957    x. cmul 8959   -ucneg 9256   2c2 10013   ^cexp 11345   NrmCVeccnv 22024   +vcpv 22025   BaseSetcba 22026   .s
OLDcns 22027   -vcnsb 22029   normCVcnmcv 22030   CPreHil OLDccphlo 22274
This theorem is referenced by:  phpar2  22285  sspph  22317
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2393  ax-rep 4288  ax-sep 4298  ax-nul 4306  ax-pow 4345  ax-pr 4371  ax-un 4668  ax-resscn 9011  ax-1cn 9012  ax-icn 9013  ax-addcl 9014  ax-addrcl 9015  ax-mulcl 9016  ax-mulrcl 9017  ax-mulcom 9018  ax-addass 9019  ax-mulass 9020  ax-distr 9021  ax-i2m1 9022  ax-1ne0 9023  ax-1rid 9024  ax-rnegex 9025  ax-rrecex 9026  ax-cnre 9027  ax-pre-lttri 9028  ax-pre-lttrn 9029  ax-pre-ltadd 9030
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2399  df-cleq 2405  df-clel 2408  df-nfc 2537  df-ne 2577  df-nel 2578  df-ral 2679  df-rex 2680  df-reu 2681  df-rab 2683  df-v 2926  df-sbc 3130  df-csb 3220  df-dif 3291  df-un 3293  df-in 3295  df-ss 3302  df-nul 3597  df-if 3708  df-pw 3769  df-sn 3788  df-pr 3789  df-op 3791  df-uni 3984  df-iun 4063  df-br 4181  df-opab 4235  df-mpt 4236  df-id 4466  df-po 4471  df-so 4472  df-xp 4851  df-rel 4852  df-cnv 4853  df-co 4854  df-dm 4855  df-rn 4856  df-res 4857  df-ima 4858  df-iota 5385  df-fun 5423  df-fn 5424  df-f 5425  df-f1 5426  df-fo 5427  df-f1o 5428  df-fv 5429  df-ov 6051  df-oprab 6052  df-mpt2 6053  df-1st 6316  df-2nd 6317  df-riota 6516  df-er 6872  df-en 7077  df-dom 7078  df-sdom 7079  df-pnf 9086  df-mnf 9087  df-ltxr 9089  df-sub 9257  df-neg 9258  df-grpo 21740  df-gid 21741  df-ginv 21742  df-gdiv 21743  df-ablo 21831  df-vc 21986  df-nv 22032  df-va 22035  df-ba 22036  df-sm 22037  df-0v 22038  df-vs 22039  df-nmcv 22040  df-ph 22275
  Copyright terms: Public domain W3C validator