Metamath Proof Explorer


Definition df-phl

Description: Define the class of all pre-Hilbert spaces (inner product spaces) over arbitrary fields with involution. (Some textbook definitions are more restrictive and require the field of scalars to be the field of real or complex numbers). (Contributed by NM, 22-Sep-2011)

Ref Expression
Assertion df-phl PreHil = { ๐‘” โˆˆ LVec โˆฃ [ ( Base โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘ฃ ] [ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” ) / โ„Ž ] [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) }

Detailed syntax breakdown

Step Hyp Ref Expression
0 cphl โŠข PreHil
1 vg โŠข ๐‘”
2 clvec โŠข LVec
3 cbs โŠข Base
4 1 cv โŠข ๐‘”
5 4 3 cfv โŠข ( Base โ€˜ ๐‘” )
6 vv โŠข ๐‘ฃ
7 cip โŠข ยท๐‘–
8 4 7 cfv โŠข ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” )
9 vh โŠข โ„Ž
10 csca โŠข Scalar
11 4 10 cfv โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘” )
12 vf โŠข ๐‘“
13 12 cv โŠข ๐‘“
14 csr โŠข *-Ring
15 13 14 wcel โŠข ๐‘“ โˆˆ *-Ring
16 vx โŠข ๐‘ฅ
17 6 cv โŠข ๐‘ฃ
18 vy โŠข ๐‘ฆ
19 18 cv โŠข ๐‘ฆ
20 9 cv โŠข โ„Ž
21 16 cv โŠข ๐‘ฅ
22 19 21 20 co โŠข ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ )
23 18 17 22 cmpt โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) )
24 clmhm โŠข LMHom
25 crglmod โŠข ringLMod
26 13 25 cfv โŠข ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ )
27 4 26 24 co โŠข ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) )
28 23 27 wcel โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) )
29 21 21 20 co โŠข ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ )
30 c0g โŠข 0g
31 13 30 cfv โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘“ )
32 29 31 wceq โŠข ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ )
33 4 30 cfv โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘” )
34 21 33 wceq โŠข ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” )
35 32 34 wi โŠข ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) )
36 cstv โŠข *๐‘Ÿ
37 13 36 cfv โŠข ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ )
38 21 19 20 co โŠข ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ )
39 38 37 cfv โŠข ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) )
40 39 22 wceq โŠข ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ )
41 40 18 17 wral โŠข โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ )
42 28 35 41 w3a โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) )
43 42 16 17 wral โŠข โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) )
44 15 43 wa โŠข ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
45 44 12 11 wsbc โŠข [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
46 45 9 8 wsbc โŠข [ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” ) / โ„Ž ] [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
47 46 6 5 wsbc โŠข [ ( Base โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘ฃ ] [ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” ) / โ„Ž ] [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
48 47 1 2 crab โŠข { ๐‘” โˆˆ LVec โˆฃ [ ( Base โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘ฃ ] [ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” ) / โ„Ž ] [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) }
49 0 48 wceq โŠข PreHil = { ๐‘” โˆˆ LVec โˆฃ [ ( Base โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘ฃ ] [ ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘” ) / โ„Ž ] [ ( Scalar โ€˜ ๐‘” ) / ๐‘“ ] ( ๐‘“ โˆˆ *-Ring โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ( ๐‘” LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆง ( ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฅ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘“ ) โ†’ ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘” ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฃ ( ( *๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โ„Ž ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฆ โ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) }