Metamath Proof Explorer


Theorem leopmul

Description: The scalar product of a positive real and a positive operator is a positive operator. Exercise 1(ii) of Retherford p. 49. (Contributed by NM, 23-Aug-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion leopmul A T HrmOp 0 < A 0 hop op T 0 hop op A · op T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 3simpa A T HrmOp 0 < A A T HrmOp
2 1 adantr A T HrmOp 0 < A 0 hop op T A T HrmOp
3 0re 0
4 ltle 0 A 0 < A 0 A
5 4 3impia 0 A 0 < A 0 A
6 3 5 mp3an1 A 0 < A 0 A
7 6 3adant2 A T HrmOp 0 < A 0 A
8 7 anim1i A T HrmOp 0 < A 0 hop op T 0 A 0 hop op T
9 leopmuli A T HrmOp 0 A 0 hop op T 0 hop op A · op T
10 2 8 9 syl2anc A T HrmOp 0 < A 0 hop op T 0 hop op A · op T
11 gt0ne0 A 0 < A A 0
12 rereccl A A 0 1 A
13 11 12 syldan A 0 < A 1 A
14 13 3adant2 A T HrmOp 0 < A 1 A
15 hmopm A T HrmOp A · op T HrmOp
16 15 3adant3 A T HrmOp 0 < A A · op T HrmOp
17 recgt0 A 0 < A 0 < 1 A
18 ltle 0 1 A 0 < 1 A 0 1 A
19 3 13 18 sylancr A 0 < A 0 < 1 A 0 1 A
20 17 19 mpd A 0 < A 0 1 A
21 20 3adant2 A T HrmOp 0 < A 0 1 A
22 14 16 21 jca31 A T HrmOp 0 < A 1 A A · op T HrmOp 0 1 A
23 leopmuli 1 A A · op T HrmOp 0 1 A 0 hop op A · op T 0 hop op 1 A · op A · op T
24 23 anassrs 1 A A · op T HrmOp 0 1 A 0 hop op A · op T 0 hop op 1 A · op A · op T
25 22 24 sylan A T HrmOp 0 < A 0 hop op A · op T 0 hop op 1 A · op A · op T
26 recn A A
27 26 adantr A 0 < A A
28 27 11 recid2d A 0 < A 1 A A = 1
29 28 oveq1d A 0 < A 1 A A · op T = 1 · op T
30 29 3adant2 A T HrmOp 0 < A 1 A A · op T = 1 · op T
31 27 11 reccld A 0 < A 1 A
32 31 3adant2 A T HrmOp 0 < A 1 A
33 26 3ad2ant1 A T HrmOp 0 < A A
34 hmopf T HrmOp T :
35 34 3ad2ant2 A T HrmOp 0 < A T :
36 homulass 1 A A T : 1 A A · op T = 1 A · op A · op T
37 32 33 35 36 syl3anc A T HrmOp 0 < A 1 A A · op T = 1 A · op A · op T
38 homulid2 T : 1 · op T = T
39 34 38 syl T HrmOp 1 · op T = T
40 39 3ad2ant2 A T HrmOp 0 < A 1 · op T = T
41 30 37 40 3eqtr3d A T HrmOp 0 < A 1 A · op A · op T = T
42 41 adantr A T HrmOp 0 < A 0 hop op A · op T 1 A · op A · op T = T
43 25 42 breqtrd A T HrmOp 0 < A 0 hop op A · op T 0 hop op T
44 10 43 impbida A T HrmOp 0 < A 0 hop op T 0 hop op A · op T