Metamath Proof Explorer


Theorem pjorthcoi

Description: Composition of projections of orthogonal subspaces. Part (i)->(iia) of Theorem 27.4 of Halmos p. 45. (Contributed by NM, 6-Nov-2000) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses pjco.1 ⊢ G ∈ C ℋ
pjco.2 ⊢ H ∈ C ℋ
Assertion pjorthcoi ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = 0 hop

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pjco.1 ⊢ G ∈ C ℋ
2 pjco.2 ⊢ H ∈ C ℋ
3 2 pjcli ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H
4 1 2 chsscon2i ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H ↔ H ⊆ ⊥ ⁡ G
5 ssel ⊢ H ⊆ ⊥ ⁡ G → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G
6 4 5 sylbi ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G
7 3 6 syl5com ⊢ x ∈ ℋ → G ⊆ ⊥ ⁡ H → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G
8 2 pjhcli ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
9 pjoc2 ⊢ G ∈ C ℋ ∧ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ↔ proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
10 1 8 9 sylancr ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ↔ proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
11 7 10 sylibd ⊢ x ∈ ℋ → G ⊆ ⊥ ⁡ H → proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
12 11 impcom ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
13 1 2 pjcoi ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
14 13 adantl ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
15 ho0val ⊢ x ∈ ℋ → 0 hop ⁡ x = 0 ℎ
16 15 adantl ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H ∧ x ∈ ℋ → 0 hop ⁡ x = 0 ℎ
17 12 14 16 3eqtr4d ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 hop ⁡ x
18 17 ralrimiva ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H → ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 hop ⁡ x
19 1 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ G : ℋ ⟶ ℋ
20 2 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ H : ℋ ⟶ ℋ
21 19 20 hocofi ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H : ℋ ⟶ ℋ
22 ho0f ⊢ 0 hop : ℋ ⟶ ℋ
23 21 22 hoeqi ⊢ ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 hop ⁡ x ↔ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = 0 hop
24 18 23 sylib ⊢ G ⊆ ⊥ ⁡ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = 0 hop