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Theorem frlmphl

Description: Conditions for a free module to be a pre-Hilbert space. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Jun-2019) (Proof shortened by AV, 21-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses frlmphl.y ⊢ Y = R freeLMod I
frlmphl.b ⊢ B = Base R
frlmphl.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
frlmphl.v ⊢ V = Base Y
frlmphl.j ⊢ , ˙ = ⋅ 𝑖 ⁡ Y
frlmphl.o ⊢ O = 0 Y
frlmphl.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
frlmphl.s ⊢ ∗ ˙ = * R
frlmphl.f ⊢ φ → R ∈ Field
frlmphl.m ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ g , ˙ g = 0 ˙ → g = O
frlmphl.u ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∗ ˙ ⁡ x = x
frlmphl.i ⊢ φ → I ∈ W
Assertion frlmphl ⊢ φ → Y ∈ PreHil

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frlmphl.y ⊢ Y = R freeLMod I
2 frlmphl.b ⊢ B = Base R
3 frlmphl.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
4 frlmphl.v ⊢ V = Base Y
5 frlmphl.j ⊢ , ˙ = ⋅ 𝑖 ⁡ Y
6 frlmphl.o ⊢ O = 0 Y
7 frlmphl.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
8 frlmphl.s ⊢ ∗ ˙ = * R
9 frlmphl.f ⊢ φ → R ∈ Field
10 frlmphl.m ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ g , ˙ g = 0 ˙ → g = O
11 frlmphl.u ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∗ ˙ ⁡ x = x
12 frlmphl.i ⊢ φ → I ∈ W
13 4 a1i ⊢ φ → V = Base Y
14 eqidd ⊢ φ → + Y = + Y
15 eqidd ⊢ φ → ⋅ Y = ⋅ Y
16 5 a1i ⊢ φ → , ˙ = ⋅ 𝑖 ⁡ Y
17 6 a1i ⊢ φ → O = 0 Y
18 isfld ⊢ R ∈ Field ↔ R ∈ DivRing ∧ R ∈ CRing
19 9 18 sylib ⊢ φ → R ∈ DivRing ∧ R ∈ CRing
20 19 simpld ⊢ φ → R ∈ DivRing
21 1 frlmsca ⊢ R ∈ DivRing ∧ I ∈ W → R = Scalar ⁡ Y
22 20 12 21 syl2anc ⊢ φ → R = Scalar ⁡ Y
23 2 a1i ⊢ φ → B = Base R
24 eqidd ⊢ φ → + R = + R
25 3 a1i ⊢ φ → · ˙ = ⋅ R
26 8 a1i ⊢ φ → ∗ ˙ = * R
27 7 a1i ⊢ φ → 0 ˙ = 0 R
28 20 drngringd ⊢ φ → R ∈ Ring
29 1 frlmlmod ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ W → Y ∈ LMod
30 28 12 29 syl2anc ⊢ φ → Y ∈ LMod
31 22 20 eqeltrrd ⊢ φ → Scalar ⁡ Y ∈ DivRing
32 eqid ⊢ Scalar ⁡ Y = Scalar ⁡ Y
33 32 islvec ⊢ Y ∈ LVec ↔ Y ∈ LMod ∧ Scalar ⁡ Y ∈ DivRing
34 30 31 33 sylanbrc ⊢ φ → Y ∈ LVec
35 9 fldcrngd ⊢ φ → R ∈ CRing
36 2 8 35 11 idsrngd ⊢ φ → R ∈ *-Ring
37 12 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → I ∈ W
38 28 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → R ∈ Ring
39 simp2 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g ∈ V
40 simp3 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → h ∈ V
41 1 2 3 4 5 frlmipval ⊢ I ∈ W ∧ R ∈ Ring ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g , ˙ h = ∑ R g · ˙ f h
42 37 38 39 40 41 syl22anc ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g , ˙ h = ∑ R g · ˙ f h
43 1 2 4 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ g ∈ V → g ∈ B I
44 37 39 43 syl2anc ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g ∈ B I
45 elmapi ⊢ g ∈ B I → g : I ⟶ B
46 44 45 syl ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g : I ⟶ B
47 46 ffnd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g Fn I
48 1 2 4 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ h ∈ V → h ∈ B I
49 37 40 48 syl2anc ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → h ∈ B I
50 elmapi ⊢ h ∈ B I → h : I ⟶ B
51 49 50 syl ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → h : I ⟶ B
52 51 ffnd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → h Fn I
53 inidm ⊢ I ∩ I = I
54 eqidd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → g ⁡ x = g ⁡ x
55 eqidd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x = h ⁡ x
56 47 52 37 37 53 54 55 offval ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g · ˙ f h = x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
57 56 oveq2d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∑ R g · ˙ f h = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
58 42 57 eqtrd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g , ˙ h = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
59 28 ringcmnd ⊢ φ → R ∈ CMnd
60 59 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → R ∈ CMnd
61 38 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → R ∈ Ring
62 46 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → g ⁡ x ∈ B
63 51 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x ∈ B
64 2 3 61 62 63 ringcld ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → g ⁡ x · ˙ h ⁡ x ∈ B
65 64 fmpttd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ h ⁡ x : I ⟶ B
66 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 frlmphllem ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
67 2 7 60 37 65 66 gsumcl ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x ∈ B
68 58 67 eqeltrd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → g , ˙ h ∈ B
69 eqid ⊢ + R = + R
70 59 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → R ∈ CMnd
71 12 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → I ∈ W
72 28 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → R ∈ Ring
73 72 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → R ∈ Ring
74 simp2 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ∈ B
75 74 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k ∈ B
76 simp31 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → g ∈ V
77 71 76 43 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → g ∈ B I
78 77 45 syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → g : I ⟶ B
79 78 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → g ⁡ x ∈ B
80 simp33 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → i ∈ V
81 1 2 4 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ i ∈ V → i ∈ B I
82 71 80 81 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → i ∈ B I
83 elmapi ⊢ i ∈ B I → i : I ⟶ B
84 82 83 syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → i : I ⟶ B
85 84 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → i ⁡ x ∈ B
86 2 3 73 79 85 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → g ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ B
87 2 3 73 75 86 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ B
88 simp32 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → h ∈ V
89 71 88 48 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → h ∈ B I
90 89 50 syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → h : I ⟶ B
91 90 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x ∈ B
92 2 3 73 91 85 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ B
93 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
94 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
95 fveq2 ⊢ x = y → g ⁡ x = g ⁡ y
96 95 oveq2d ⊢ x = y → k · ˙ g ⁡ x = k · ˙ g ⁡ y
97 96 cbvmptv ⊢ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x = y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y
98 97 oveq1i ⊢ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i = y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y · ˙ f i
99 2 3 73 75 79 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x ∈ B
100 99 fmpttd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x : I ⟶ B
101 100 ffnd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x Fn I
102 97 fneq1i ⊢ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x Fn I ↔ y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y Fn I
103 101 102 sylib ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y Fn I
104 84 ffnd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → i Fn I
105 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y = y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y
106 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I ∧ y = x → y = x
107 106 fveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I ∧ y = x → g ⁡ y = g ⁡ x
108 107 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I ∧ y = x → k · ˙ g ⁡ y = k · ˙ g ⁡ x
109 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → x ∈ I
110 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x ∈ V
111 105 108 109 110 fvmptd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x
112 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → i ⁡ x = i ⁡ x
113 103 104 71 71 53 111 112 offval ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y · ˙ f i = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
114 2 3 ringass ⊢ R ∈ Ring ∧ k ∈ B ∧ g ⁡ x ∈ B ∧ i ⁡ x ∈ B → k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
115 73 75 79 85 114 syl13anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
116 115 mpteq2dva ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
117 113 116 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → y ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ y · ˙ f i = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
118 98 117 eqtrid ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
119 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i ∈ V
120 101 104 71 71 offun ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → Fun ⁡ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i
121 simp3 ⊢ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → i ∈ V
122 12 121 anim12i ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → I ∈ W ∧ i ∈ V
123 122 3adant2 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → I ∈ W ∧ i ∈ V
124 1 7 4 frlmbasfsupp ⊢ I ∈ W ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ i
125 123 124 syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ i
126 2 7 ring0cl ⊢ R ∈ Ring → 0 ˙ ∈ B
127 72 126 syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → 0 ˙ ∈ B
128 2 3 7 ringrz ⊢ R ∈ Ring ∧ y ∈ B → y · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
129 72 128 sylan ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ y ∈ B → y · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
130 71 127 100 84 129 suppofss2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i supp 0 ˙ ⊆ i supp 0 ˙
131 fsuppsssupp ⊢ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i ∈ V ∧ Fun ⁡ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i ∧ finSupp 0 ˙⁡ i ∧ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i supp 0 ˙ ⊆ i supp 0 ˙ → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i
132 119 120 125 130 131 syl22anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ f i
133 118 132 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
134 simp1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → φ
135 eleq1w ⊢ g = h → g ∈ V ↔ h ∈ V
136 id ⊢ g = h → g = h
137 136 136 oveq12d ⊢ g = h → g , ˙ g = h , ˙ h
138 137 eqeq1d ⊢ g = h → g , ˙ g = 0 ˙ ↔ h , ˙ h = 0 ˙
139 135 138 3anbi23d ⊢ g = h → φ ∧ g ∈ V ∧ g , ˙ g = 0 ˙ ↔ φ ∧ h ∈ V ∧ h , ˙ h = 0 ˙
140 eqeq1 ⊢ g = h → g = O ↔ h = O
141 139 140 imbi12d ⊢ g = h → φ ∧ g ∈ V ∧ g , ˙ g = 0 ˙ → g = O ↔ φ ∧ h ∈ V ∧ h , ˙ h = 0 ˙ → h = O
142 141 10 chvarvv ⊢ φ ∧ h ∈ V ∧ h , ˙ h = 0 ˙ → h = O
143 1 2 3 4 5 6 7 8 9 142 11 12 frlmphllem ⊢ φ ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
144 134 88 80 143 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
145 2 7 69 70 71 87 92 93 94 133 144 gsummptfsadd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
146 1 2 3 frlmip ⊢ I ∈ W ∧ R ∈ DivRing → g ∈ B I , h ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x = ⋅ 𝑖 ⁡ Y
147 12 20 146 syl2anc ⊢ φ → g ∈ B I , h ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x = ⋅ 𝑖 ⁡ Y
148 5 147 eqtr4id ⊢ φ → , ˙ = g ∈ B I , h ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
149 fveq1 ⊢ e = g → e ⁡ x = g ⁡ x
150 149 oveq1d ⊢ e = g → e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = g ⁡ x · ˙ f ⁡ x
151 150 mpteq2dv ⊢ e = g → x ∈ I ⟼ e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ f ⁡ x
152 151 oveq2d ⊢ e = g → ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ f ⁡ x
153 fveq1 ⊢ f = h → f ⁡ x = h ⁡ x
154 153 oveq2d ⊢ f = h → g ⁡ x · ˙ f ⁡ x = g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
155 154 mpteq2dv ⊢ f = h → x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
156 155 oveq2d ⊢ f = h → ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
157 152 156 cbvmpov ⊢ e ∈ B I , f ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = g ∈ B I , h ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
158 148 157 eqtr4di ⊢ φ → , ˙ = e ∈ B I , f ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x
159 158 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → , ˙ = e ∈ B I , f ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x
160 simprl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → e = k ⋅ Y g + Y h
161 160 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → e ⁡ x = k ⋅ Y g + Y h ⁡ x
162 simprr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → f = i
163 162 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → f ⁡ x = i ⁡ x
164 161 163 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
165 164 mpteq2dv ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → x ∈ I ⟼ e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
166 165 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = k ⋅ Y g + Y h ∧ f = i → ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
167 30 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → Y ∈ LMod
168 22 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → R = Scalar ⁡ Y
169 168 fveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → Base R = Base Scalar ⁡ Y
170 2 169 eqtrid ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → B = Base Scalar ⁡ Y
171 74 170 eleqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ∈ Base Scalar ⁡ Y
172 eqid ⊢ ⋅ Y = ⋅ Y
173 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ Y = Base Scalar ⁡ Y
174 4 32 172 173 lmodvscl ⊢ Y ∈ LMod ∧ k ∈ Base Scalar ⁡ Y ∧ g ∈ V → k ⋅ Y g ∈ V
175 167 171 76 174 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g ∈ V
176 eqid ⊢ + Y = + Y
177 4 176 lmodvacl ⊢ Y ∈ LMod ∧ k ⋅ Y g ∈ V ∧ h ∈ V → k ⋅ Y g + Y h ∈ V
178 167 175 88 177 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h ∈ V
179 1 2 4 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ k ⋅ Y g + Y h ∈ V → k ⋅ Y g + Y h ∈ B I
180 71 178 179 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h ∈ B I
181 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ V
182 159 166 180 82 181 ovmpod ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h , ˙ i = ∑ R x ∈ I k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
183 1 4 72 71 175 88 69 176 frlmplusgval ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h = k ⋅ Y g + R f h
184 1 2 4 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ k ⋅ Y g ∈ V → k ⋅ Y g ∈ B I
185 71 175 184 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g ∈ B I
186 elmapi ⊢ k ⋅ Y g ∈ B I → k ⋅ Y g : I ⟶ B
187 ffn ⊢ k ⋅ Y g : I ⟶ B → k ⋅ Y g Fn I
188 185 186 187 3syl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g Fn I
189 90 ffnd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → h Fn I
190 71 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → I ∈ W
191 76 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → g ∈ V
192 1 4 2 190 75 191 109 172 3 frlmvscaval ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k ⋅ Y g ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x
193 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x = h ⁡ x
194 188 189 71 71 53 192 193 offval ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + R f h = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x
195 183 194 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x
196 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x ∈ V
197 195 196 fvmpt2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k ⋅ Y g + Y h ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x
198 197 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
199 2 69 3 ringdir ⊢ R ∈ Ring ∧ k · ˙ g ⁡ x ∈ B ∧ h ⁡ x ∈ B ∧ i ⁡ x ∈ B → k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
200 73 99 91 85 199 syl13anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
201 115 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
202 198 200 201 3eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ x ∈ I → k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
203 202 mpteq2dva ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → x ∈ I ⟼ k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = x ∈ I ⟼ k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
204 203 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I k ⋅ Y g + Y h ⁡ x · ˙ i ⁡ x = ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
205 182 204 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h , ˙ i = ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
206 simprl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → e = g
207 206 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → e ⁡ x = g ⁡ x
208 simprr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → f = i
209 208 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → f ⁡ x = i ⁡ x
210 207 209 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
211 210 mpteq2dv ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → x ∈ I ⟼ e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
212 211 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = g ∧ f = i → ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
213 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ V
214 159 212 77 82 213 ovmpod ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → g , ˙ i = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
215 214 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k · ˙ g , ˙ i = k · ˙ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
216 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 frlmphllem ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
217 134 76 80 216 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → finSupp 0 ˙⁡ x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
218 2 7 3 72 71 74 86 217 gsummulc2 ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x = k · ˙ ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
219 215 218 eqtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k · ˙ g , ˙ i = ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x
220 simprl ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → e = h
221 220 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → e ⁡ x = h ⁡ x
222 simprr ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → f = i
223 222 fveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → f ⁡ x = i ⁡ x
224 221 223 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
225 224 mpteq2dv ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → x ∈ I ⟼ e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
226 225 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V ∧ e = h ∧ f = i → ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
227 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ i ⁡ x ∈ V
228 159 226 89 82 227 ovmpod ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → h , ˙ i = ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
229 219 228 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k · ˙ g , ˙ i + R h , ˙ i = ∑ R x ∈ I k · ˙ g ⁡ x · ˙ i ⁡ x + R ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ i ⁡ x
230 145 205 229 3eqtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ B ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ i ∈ V → k ⋅ Y g + Y h , ˙ i = k · ˙ g , ˙ i + R h , ˙ i
231 35 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → R ∈ CRing
232 231 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → R ∈ CRing
233 2 3 crngcom ⊢ R ∈ CRing ∧ h ⁡ x ∈ B ∧ g ⁡ x ∈ B → h ⁡ x · ˙ g ⁡ x = g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
234 232 63 62 233 syl3anc ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ x ∈ I → h ⁡ x · ˙ g ⁡ x = g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
235 234 mpteq2dva ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ g ⁡ x = x ∈ I ⟼ g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
236 235 oveq2d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ g ⁡ x = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
237 158 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → , ˙ = e ∈ B I , f ∈ B I ⟼ ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x
238 simprl ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → e = h
239 238 fveq1d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → e ⁡ x = h ⁡ x
240 simprr ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → f = g
241 240 fveq1d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → f ⁡ x = g ⁡ x
242 239 241 oveq12d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = h ⁡ x · ˙ g ⁡ x
243 242 mpteq2dv ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → x ∈ I ⟼ e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = x ∈ I ⟼ h ⁡ x · ˙ g ⁡ x
244 243 oveq2d ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V ∧ e = h ∧ f = g → ∑ R x ∈ I e ⁡ x · ˙ f ⁡ x = ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ g ⁡ x
245 ovexd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ g ⁡ x ∈ V
246 237 244 49 44 245 ovmpod ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → h , ˙ g = ∑ R x ∈ I h ⁡ x · ˙ g ⁡ x
247 fveq2 ⊢ x = g , ˙ h → ∗ ˙ ⁡ x = ∗ ˙ ⁡ g , ˙ h
248 id ⊢ x = g , ˙ h → x = g , ˙ h
249 247 248 eqeq12d ⊢ x = g , ˙ h → ∗ ˙ ⁡ x = x ↔ ∗ ˙ ⁡ g , ˙ h = g , ˙ h
250 11 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∗ ˙ ⁡ x = x
251 250 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∀ x ∈ B ∗ ˙ ⁡ x = x
252 249 251 68 rspcdva ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∗ ˙ ⁡ g , ˙ h = g , ˙ h
253 252 58 eqtrd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∗ ˙ ⁡ g , ˙ h = ∑ R x ∈ I g ⁡ x · ˙ h ⁡ x
254 236 246 253 3eqtr4rd ⊢ φ ∧ g ∈ V ∧ h ∈ V → ∗ ˙ ⁡ g , ˙ h = h , ˙ g
255 13 14 15 16 17 22 23 24 25 26 27 34 36 68 230 10 254 isphld ⊢ φ → Y ∈ PreHil