Metamath Proof Explorer


Theorem ajval

Description: Value of the adjoint function. (Contributed by NM, 25-Jan-2008) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses ajval.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
ajval.2 โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
ajval.3 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
ajval.4 โŠข ๐‘„ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘Š )
ajval.5 โŠข ๐ด = ( ๐‘ˆ adj ๐‘Š )
Assertion ajval ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ajval.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
2 ajval.2 โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
3 ajval.3 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
4 ajval.4 โŠข ๐‘„ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘Š )
5 ajval.5 โŠข ๐ด = ( ๐‘ˆ adj ๐‘Š )
6 phnv โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec )
7 1 2 3 4 5 ajfval โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ๐ด = { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } )
8 6 7 sylan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ๐ด = { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } )
9 8 fveq1d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‡ ) = ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) )
10 9 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‡ ) = ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) )
11 1 fvexi โŠข ๐‘‹ โˆˆ V
12 fex โŠข ( ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘‹ โˆˆ V ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ V )
13 11 12 mpan2 โŠข ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ V )
14 eqid โŠข { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } = { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) }
15 feq1 โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†” ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ ) )
16 fveq1 โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) )
17 16 oveq1d โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) )
18 17 eqeq1d โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
19 18 2ralbidv โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
20 15 19 3anbi13d โŠข ( ๐‘ก = ๐‘‡ โ†’ ( ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
21 14 20 fvopab5 โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ V โ†’ ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
22 13 21 syl โŠข ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†’ ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
23 3anass โŠข ( ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
24 23 baib โŠข ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†’ ( ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
25 24 iotabidv โŠข ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†’ ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
26 22 25 eqtrd โŠข ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โ†’ ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
27 26 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ ) โ†’ ( { โŸจ ๐‘ก , ๐‘  โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ก : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘ก โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
28 10 27 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‡ ) = ( โ„ฉ ๐‘  ( ๐‘  : ๐‘Œ โŸถ ๐‘‹ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘Œ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘„ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ๐‘ƒ ( ๐‘  โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )