Metamath Proof Explorer


Theorem hmopidmpj

Description: An idempotent Hermitian operator is a projection operator. Theorem 26.4 of Halmos p. 44. (Contributed by NM, 22-Apr-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hmopidmpj T HrmOp T T = T T = proj ran T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 id T = if T HrmOp T T = T T I op T = if T HrmOp T T = T T I op
2 rneq T = if T HrmOp T T = T T I op ran T = ran if T HrmOp T T = T T I op
3 2 fveq2d T = if T HrmOp T T = T T I op proj ran T = proj ran if T HrmOp T T = T T I op
4 1 3 eqeq12d T = if T HrmOp T T = T T I op T = proj ran T if T HrmOp T T = T T I op = proj ran if T HrmOp T T = T T I op
5 eleq1 T = if T HrmOp T T = T T I op T HrmOp if T HrmOp T T = T T I op HrmOp
6 1 1 coeq12d T = if T HrmOp T T = T T I op T T = if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op
7 6 1 eqeq12d T = if T HrmOp T T = T T I op T T = T if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
8 5 7 anbi12d T = if T HrmOp T T = T T I op T HrmOp T T = T if T HrmOp T T = T T I op HrmOp if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
9 eleq1 I op = if T HrmOp T T = T T I op I op HrmOp if T HrmOp T T = T T I op HrmOp
10 id I op = if T HrmOp T T = T T I op I op = if T HrmOp T T = T T I op
11 10 10 coeq12d I op = if T HrmOp T T = T T I op I op I op = if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op
12 11 10 eqeq12d I op = if T HrmOp T T = T T I op I op I op = I op if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
13 9 12 anbi12d I op = if T HrmOp T T = T T I op I op HrmOp I op I op = I op if T HrmOp T T = T T I op HrmOp if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
14 idhmop I op HrmOp
15 hoif I op : 1-1 onto
16 f1of I op : 1-1 onto I op :
17 15 16 ax-mp I op :
18 17 hoid1i I op I op = I op
19 14 18 pm3.2i I op HrmOp I op I op = I op
20 8 13 19 elimhyp if T HrmOp T T = T T I op HrmOp if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
21 20 simpli if T HrmOp T T = T T I op HrmOp
22 20 simpri if T HrmOp T T = T T I op if T HrmOp T T = T T I op = if T HrmOp T T = T T I op
23 21 22 hmopidmpji if T HrmOp T T = T T I op = proj ran if T HrmOp T T = T T I op
24 4 23 dedth T HrmOp T T = T T = proj ran T