Metamath Proof Explorer


Theorem pjssdif1i

Description: A necessary and sufficient condition for the difference between two projectors to be a projector. Part 1 of Theorem 29.3 of Halmos p. 48 (shortened with pjssposi ). (Contributed by NM, 2-Jun-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses pjco.1 ⊢ G ∈ C ℋ
pjco.2 ⊢ H ∈ C ℋ
Assertion pjssdif1i ⊢ G ⊆ H ↔ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pjco.1 ⊢ G ∈ C ℋ
2 pjco.2 ⊢ H ∈ C ℋ
3 1 2 pjssdif2i ⊢ G ⊆ H ↔ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G
4 pjmfn ⊢ proj ℎ Fn C ℋ
5 1 choccli ⊢ ⊥ ⁡ G ∈ C ℋ
6 2 5 chincli ⊢ H ∩ ⊥ ⁡ G ∈ C ℋ
7 fnfvelrn ⊢ proj ℎ Fn C ℋ ∧ H ∩ ⊥ ⁡ G ∈ C ℋ → proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ
8 4 6 7 mp2an ⊢ proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ
9 eleq1 ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G → proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ ↔ proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ
10 8 9 mpbiri ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G → proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ
11 fvelrnb ⊢ proj ℎ Fn C ℋ → proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ ↔ ∃ x ∈ C ℋ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G
12 4 11 ax-mp ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ ↔ ∃ x ∈ C ℋ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G
13 pjige0 ⊢ x ∈ C ℋ ∧ y ∈ ℋ → 0 ≤ proj ℎ ⁡ x ⁡ y ⋅ ih y
14 13 adantlr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∧ y ∈ ℋ → 0 ≤ proj ℎ ⁡ x ⁡ y ⋅ ih y
15 fveq1 ⊢ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ x ⁡ y = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y
16 15 oveq1d ⊢ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ x ⁡ y ⋅ ih y = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
17 16 breq2d ⊢ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G → 0 ≤ proj ℎ ⁡ x ⁡ y ⋅ ih y ↔ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
18 17 ad2antlr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∧ y ∈ ℋ → 0 ≤ proj ℎ ⁡ x ⁡ y ⋅ ih y ↔ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
19 14 18 mpbid ⊢ x ∈ C ℋ ∧ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∧ y ∈ ℋ → 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
20 19 ralrimiva ⊢ x ∈ C ℋ ∧ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G → ∀ y ∈ ℋ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
21 20 rexlimiva ⊢ ∃ x ∈ C ℋ proj ℎ ⁡ x = proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G → ∀ y ∈ ℋ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
22 12 21 sylbi ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ → ∀ y ∈ ℋ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y
23 1 2 pjssposi ⊢ ∀ y ∈ ℋ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y ↔ G ⊆ H
24 23 3 bitri ⊢ ∀ y ∈ ℋ 0 ≤ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ⁡ y ⋅ ih y ↔ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G
25 22 24 sylib ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ → proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G
26 10 25 impbii ⊢ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ H ∩ ⊥ ⁡ G ↔ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ
27 3 26 bitri ⊢ G ⊆ H ↔ proj ℎ ⁡ H - op proj ℎ ⁡ G ∈ ran ⁡ proj ℎ