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Theorem chscllem2

Description: Lemma for chscl . (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2014) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses chscl.1 ( 𝜑𝐴C )
chscl.2 ( 𝜑𝐵C )
chscl.3 ( 𝜑𝐵 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
chscl.4 ( 𝜑𝐻 : ℕ ⟶ ( 𝐴 + 𝐵 ) )
chscl.5 ( 𝜑𝐻𝑣 𝑢 )
chscl.6 𝐹 = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑛 ) ) )
Assertion chscllem2 ( 𝜑𝐹 ∈ dom ⇝𝑣 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 chscl.1 ( 𝜑𝐴C )
2 chscl.2 ( 𝜑𝐵C )
3 chscl.3 ( 𝜑𝐵 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
4 chscl.4 ( 𝜑𝐻 : ℕ ⟶ ( 𝐴 + 𝐵 ) )
5 chscl.5 ( 𝜑𝐻𝑣 𝑢 )
6 chscl.6 𝐹 = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑛 ) ) )
7 1 2 3 4 5 6 chscllem1 ( 𝜑𝐹 : ℕ ⟶ 𝐴 )
8 chss ( 𝐴C𝐴 ⊆ ℋ )
9 1 8 syl ( 𝜑𝐴 ⊆ ℋ )
10 7 9 fssd ( 𝜑𝐹 : ℕ ⟶ ℋ )
11 hlimcaui ( 𝐻𝑣 𝑢𝐻 ∈ Cauchy )
12 5 11 syl ( 𝜑𝐻 ∈ Cauchy )
13 hcaucvg ( ( 𝐻 ∈ Cauchy ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 )
14 12 13 sylan ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 )
15 eluznn ( ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘 ∈ ℕ )
16 15 adantll ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘 ∈ ℕ )
17 chsh ( 𝐴C𝐴S )
18 1 17 syl ( 𝜑𝐴S )
19 chsh ( 𝐵C𝐵S )
20 2 19 syl ( 𝜑𝐵S )
21 shscl ( ( 𝐴S𝐵S ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ S )
22 18 20 21 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ S )
23 shss ( ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ S → ( 𝐴 + 𝐵 ) ⊆ ℋ )
24 22 23 syl ( 𝜑 → ( 𝐴 + 𝐵 ) ⊆ ℋ )
25 24 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) ⊆ ℋ )
26 4 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐻𝑗 ) ∈ ( 𝐴 + 𝐵 ) )
27 25 26 sseldd ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ )
28 27 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ )
29 4 24 fssd ( 𝜑𝐻 : ℕ ⟶ ℋ )
30 29 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝐻 : ℕ ⟶ ℋ )
31 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝑘 ∈ ℕ )
32 30 31 ffvelrnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ ℋ )
33 hvsubcl ( ( ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐻𝑘 ) ∈ ℋ ) → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ )
34 28 32 33 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ )
35 9 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → 𝐴 ⊆ ℋ )
36 7 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 )
37 35 36 sseldd ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ )
38 37 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ )
39 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝐴 ⊆ ℋ )
40 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝐹 : ℕ ⟶ 𝐴 )
41 40 31 ffvelrnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝐴 )
42 39 41 sseldd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℋ )
43 hvsubcl ( ( ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℋ ) → ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ )
44 38 42 43 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ )
45 hvsubcl ( ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ ∧ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℋ )
46 34 44 45 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℋ )
47 normcl ( ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℋ → ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ∈ ℝ )
48 46 47 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ∈ ℝ )
49 48 sqge0d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 0 ≤ ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) )
50 normcl ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
51 44 50 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
52 51 resqcld ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ∈ ℝ )
53 48 resqcld ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ∈ ℝ )
54 52 53 addge01d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 0 ≤ ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ↔ ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ≤ ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) ) )
55 49 54 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ≤ ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) )
56 18 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝐴S )
57 36 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 )
58 shsubcl ( ( 𝐴S ∧ ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 ∧ ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝐴 ) → ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ 𝐴 )
59 56 57 41 58 syl3anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ 𝐴 )
60 hvsubsub4 ( ( ( ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐻𝑘 ) ∈ ℋ ) ∧ ( ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) = ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) − ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) )
61 28 32 38 42 60 syl22anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) = ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) − ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) )
62 ocsh ( 𝐴 ⊆ ℋ → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S )
63 39 62 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S )
64 2fveq3 ( 𝑛 = 𝑗 → ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑛 ) ) = ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) )
65 fvex ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) ∈ V
66 64 6 65 fvmpt ( 𝑗 ∈ ℕ → ( 𝐹𝑗 ) = ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) )
67 66 eqcomd ( 𝑗 ∈ ℕ → ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) = ( 𝐹𝑗 ) )
68 67 adantl ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) = ( 𝐹𝑗 ) )
69 1 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → 𝐴C )
70 9 62 syl ( 𝜑 → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S )
71 shless ( ( ( 𝐵S ∧ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S𝐴S ) ∧ 𝐵 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( 𝐵 + 𝐴 ) ⊆ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) + 𝐴 ) )
72 20 70 18 3 71 syl31anc ( 𝜑 → ( 𝐵 + 𝐴 ) ⊆ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) + 𝐴 ) )
73 shscom ( ( 𝐴S𝐵S ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐵 + 𝐴 ) )
74 18 20 73 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐵 + 𝐴 ) )
75 shscom ( ( 𝐴S ∧ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S ) → ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) + 𝐴 ) )
76 18 70 75 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) + 𝐴 ) )
77 72 74 76 3sstr4d ( 𝜑 → ( 𝐴 + 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) )
78 77 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) )
79 78 26 sseldd ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( 𝐻𝑗 ) ∈ ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) )
80 pjpreeq ( ( 𝐴C ∧ ( 𝐻𝑗 ) ∈ ( 𝐴 + ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) → ( ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) = ( 𝐹𝑗 ) ↔ ( ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 ∧ ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ) ) )
81 69 79 80 syl2anc ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ( ( proj𝐴 ) ‘ ( 𝐻𝑗 ) ) = ( 𝐹𝑗 ) ↔ ( ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 ∧ ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ) ) )
82 68 81 mpbid ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ( 𝐹𝑗 ) ∈ 𝐴 ∧ ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ) )
83 82 simprd ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) )
84 27 adantr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ )
85 37 adantr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ )
86 shss ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ⊆ ℋ )
87 70 86 syl ( 𝜑 → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ⊆ ℋ )
88 87 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ⊆ ℋ )
89 88 sselda ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → 𝑥 ∈ ℋ )
90 hvsubadd ( ( ( 𝐻𝑗 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐹𝑗 ) ∈ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) = 𝑥 ↔ ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) = ( 𝐻𝑗 ) ) )
91 84 85 89 90 syl3anc ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) = 𝑥 ↔ ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) = ( 𝐻𝑗 ) ) )
92 eqcom ( 𝑥 = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ↔ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) = 𝑥 )
93 eqcom ( ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ↔ ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) = ( 𝐻𝑗 ) )
94 91 92 93 3bitr4g ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( 𝑥 = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ↔ ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ) )
95 94 rexbidva ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝑥 = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ( 𝐻𝑗 ) = ( ( 𝐹𝑗 ) + 𝑥 ) ) )
96 83 95 mpbird ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝑥 = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) )
97 risset ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝑥 = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) )
98 96 97 sylibr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
99 98 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
100 eleq1w ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝑗 ∈ ℕ ↔ 𝑘 ∈ ℕ ) )
101 100 anbi2d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) ↔ ( 𝜑𝑘 ∈ ℕ ) ) )
102 fveq2 ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝐻𝑗 ) = ( 𝐻𝑘 ) )
103 fveq2 ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝐹𝑗 ) = ( 𝐹𝑘 ) )
104 102 103 oveq12d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) = ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) )
105 104 eleq1d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ↔ ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) )
106 101 105 imbi12d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℕ ) → ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ↔ ( ( 𝜑𝑘 ∈ ℕ ) → ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) )
107 106 98 chvarvv ( ( 𝜑𝑘 ∈ ℕ ) → ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
108 107 adantrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
109 shsubcl ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ S ∧ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∧ ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) − ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
110 63 99 108 109 syl3anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐹𝑗 ) ) − ( ( 𝐻𝑘 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
111 61 110 eqeltrd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
112 shocorth ( 𝐴S → ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ 𝐴 ∧ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ·ih ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = 0 ) )
113 56 112 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ 𝐴 ∧ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ·ih ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = 0 ) )
114 59 111 113 mp2and ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ·ih ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = 0 )
115 normpyth ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ ∧ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℋ ) → ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ·ih ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = 0 → ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) ) )
116 44 46 115 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ·ih ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = 0 → ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) ) )
117 114 116 mpd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) )
118 hvpncan3 ( ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ ∧ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) )
119 44 34 118 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) = ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) )
120 119 fveq2d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ) = ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
121 120 oveq1d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) + ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) )
122 117 121 eqtr3d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) + ( ( norm ‘ ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) − ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ) ↑ 2 ) ) = ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) )
123 55 122 breqtrd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ≤ ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) )
124 normcl ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ → ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
125 34 124 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
126 normge0 ( ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ∈ ℋ → 0 ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) )
127 44 126 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 0 ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) )
128 normge0 ( ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ∈ ℋ → 0 ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
129 34 128 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 0 ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
130 51 125 127 129 le2sqd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ↔ ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ≤ ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ↑ 2 ) ) )
131 123 130 mpbird ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
132 131 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) )
133 51 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
134 125 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
135 rpre ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑥 ∈ ℝ )
136 135 ad2antlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → 𝑥 ∈ ℝ )
137 lelttr ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ∧ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∧ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
138 133 134 136 137 syl3anc ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) ≤ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) ∧ ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
139 132 138 mpand ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
140 139 anassrs ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
141 16 140 syldan ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 → ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
142 141 ralimdva ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
143 142 reximdva ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐻𝑗 ) − ( 𝐻𝑘 ) ) ) < 𝑥 → ∃ 𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
144 14 143 mpd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 )
145 144 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 )
146 hcau ( 𝐹 ∈ Cauchy ↔ ( 𝐹 : ℕ ⟶ ℋ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℕ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( norm ‘ ( ( 𝐹𝑗 ) − ( 𝐹𝑘 ) ) ) < 𝑥 ) )
147 10 145 146 sylanbrc ( 𝜑𝐹 ∈ Cauchy )
148 ax-hcompl ( 𝐹 ∈ Cauchy → ∃ 𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥 )
149 hlimf 𝑣 : dom ⇝𝑣 ⟶ ℋ
150 ffn ( ⇝𝑣 : dom ⇝𝑣 ⟶ ℋ → ⇝𝑣 Fn dom ⇝𝑣 )
151 149 150 ax-mp 𝑣 Fn dom ⇝𝑣
152 fnbr ( ( ⇝𝑣 Fn dom ⇝𝑣𝐹𝑣 𝑥 ) → 𝐹 ∈ dom ⇝𝑣 )
153 151 152 mpan ( 𝐹𝑣 𝑥𝐹 ∈ dom ⇝𝑣 )
154 153 rexlimivw ( ∃ 𝑥 ∈ ℋ 𝐹𝑣 𝑥𝐹 ∈ dom ⇝𝑣 )
155 147 148 154 3syl ( 𝜑𝐹 ∈ dom ⇝𝑣 )