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Theorem cdj1i

Description: Two ways to express " A and B are completely disjoint subspaces." (1) => (2) in Lemma 5 of Holland p. 1520. (Contributed by NM, 21-May-2005) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses cdj1.1 A S
cdj1.2 B S
Assertion cdj1i w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v x 0 < x y A z B norm y = 1 x norm y - z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cdj1.1 A S
2 cdj1.2 B S
3 gt0ne0 w 0 < w w 0
4 rereccl w w 0 1 w
5 3 4 syldan w 0 < w 1 w
6 5 adantrr w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v 1 w
7 recgt0 w 0 < w 0 < 1 w
8 7 adantrr w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v 0 < 1 w
9 1red w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1
10 1re 1
11 neg1cn 1
12 2 sheli z B z
13 hvmulcl 1 z -1 z
14 11 12 13 sylancr z B -1 z
15 normcl -1 z norm -1 z
16 14 15 syl z B norm -1 z
17 16 adantl w y A z B norm -1 z
18 readdcl 1 norm -1 z 1 + norm -1 z
19 10 17 18 sylancr w y A z B 1 + norm -1 z
20 19 adantr w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 + norm -1 z
21 1 sheli y A y
22 hvsubcl y z y - z
23 21 12 22 syl2an y A z B y - z
24 normcl y - z norm y - z
25 23 24 syl y A z B norm y - z
26 remulcl w norm y - z w norm y - z
27 25 26 sylan2 w y A z B w norm y - z
28 27 anassrs w y A z B w norm y - z
29 28 adantr w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 w norm y - z
30 normge0 -1 z 0 norm -1 z
31 14 30 syl z B 0 norm -1 z
32 addge01 1 norm -1 z 0 norm -1 z 1 1 + norm -1 z
33 10 32 mpan norm -1 z 0 norm -1 z 1 1 + norm -1 z
34 33 biimpa norm -1 z 0 norm -1 z 1 1 + norm -1 z
35 16 31 34 syl2anc z B 1 1 + norm -1 z
36 35 ad2antlr w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 1 + norm -1 z
37 shmulcl B S 1 z B -1 z B
38 2 11 37 mp3an12 z B -1 z B
39 fveq2 v = -1 z norm v = norm -1 z
40 39 oveq2d v = -1 z norm y + norm v = norm y + norm -1 z
41 oveq2 v = -1 z y + v = y + -1 z
42 41 fveq2d v = -1 z norm y + v = norm y + -1 z
43 42 oveq2d v = -1 z w norm y + v = w norm y + -1 z
44 40 43 breq12d v = -1 z norm y + norm v w norm y + v norm y + norm -1 z w norm y + -1 z
45 44 rspcv -1 z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y + norm -1 z w norm y + -1 z
46 38 45 syl z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y + norm -1 z w norm y + -1 z
47 46 imp z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y + norm -1 z w norm y + -1 z
48 47 ad2ant2lr w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 norm y + norm -1 z w norm y + -1 z
49 oveq1 1 = norm y 1 + norm -1 z = norm y + norm -1 z
50 49 eqcoms norm y = 1 1 + norm -1 z = norm y + norm -1 z
51 50 ad2antll w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 + norm -1 z = norm y + norm -1 z
52 hvsubval y z y - z = y + -1 z
53 21 12 52 syl2an y A z B y - z = y + -1 z
54 53 fveq2d y A z B norm y - z = norm y + -1 z
55 54 oveq2d y A z B w norm y - z = w norm y + -1 z
56 55 adantll w y A z B w norm y - z = w norm y + -1 z
57 56 adantr w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 w norm y - z = w norm y + -1 z
58 48 51 57 3brtr4d w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 + norm -1 z w norm y - z
59 9 20 29 36 58 letrd w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w norm y - z
60 59 ex w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w norm y - z
61 60 adantllr w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w norm y - z
62 simplll w 0 < w y A z B w
63 23 adantll w 0 < w y A z B y - z
64 63 24 syl w 0 < w y A z B norm y - z
65 62 64 26 syl2anc w 0 < w y A z B w norm y - z
66 simpllr w 0 < w y A z B 0 < w
67 lediv1 1 w norm y - z w 0 < w 1 w norm y - z 1 w w norm y - z w
68 10 67 mp3an1 w norm y - z w 0 < w 1 w norm y - z 1 w w norm y - z w
69 65 62 66 68 syl12anc w 0 < w y A z B 1 w norm y - z 1 w w norm y - z w
70 61 69 sylibd w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w w norm y - z w
71 70 imp w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w w norm y - z w
72 25 recnd y A z B norm y - z
73 72 adantll w 0 < w y A z B norm y - z
74 recn w w
75 74 ad3antrrr w 0 < w y A z B w
76 3 ad2antrr w 0 < w y A z B w 0
77 73 75 76 divcan3d w 0 < w y A z B w norm y - z w = norm y - z
78 77 adantr w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 w norm y - z w = norm y - z
79 71 78 breqtrd w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w norm y - z
80 79 exp43 w 0 < w y A z B v B norm y + norm v w norm y + v norm y = 1 1 w norm y - z
81 80 com23 w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v z B norm y = 1 1 w norm y - z
82 81 ralrimdv w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v z B norm y = 1 1 w norm y - z
83 82 ralimdva w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
84 83 impr w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
85 6 8 84 jca32 w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v 1 w 0 < 1 w y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
86 85 ex w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v 1 w 0 < 1 w y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
87 breq2 x = 1 w 0 < x 0 < 1 w
88 breq1 x = 1 w x norm y - z 1 w norm y - z
89 88 imbi2d x = 1 w norm y = 1 x norm y - z norm y = 1 1 w norm y - z
90 89 2ralbidv x = 1 w y A z B norm y = 1 x norm y - z y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
91 87 90 anbi12d x = 1 w 0 < x y A z B norm y = 1 x norm y - z 0 < 1 w y A z B norm y = 1 1 w norm y - z
92 91 rspcev 1 w 0 < 1 w y A z B norm y = 1 1 w norm y - z x 0 < x y A z B norm y = 1 x norm y - z
93 86 92 syl6 w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v x 0 < x y A z B norm y = 1 x norm y - z
94 93 rexlimiv w 0 < w y A v B norm y + norm v w norm y + v x 0 < x y A z B norm y = 1 x norm y - z