Metamath Proof Explorer


Theorem hlipgt0

Description: The inner product of a Hilbert space vector by itself is positive. (Contributed by NM, 8-Sep-2007) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses hlipgt0.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
hlipgt0.5 โŠข ๐‘ = ( 0vec โ€˜ ๐‘ˆ )
hlipgt0.7 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion hlipgt0 ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CHilOLD โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ 0 < ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hlipgt0.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
2 hlipgt0.5 โŠข ๐‘ = ( 0vec โ€˜ ๐‘ˆ )
3 hlipgt0.7 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
4 hlnv โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CHilOLD โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec )
5 eqid โŠข ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ )
6 1 5 nvcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
7 6 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
8 1 2 5 nvz โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) = 0 โ†” ๐ด = ๐‘ ) )
9 8 biimpd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) = 0 โ†’ ๐ด = ๐‘ ) )
10 9 necon3d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด โ‰  ๐‘ โ†’ ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โ‰  0 ) )
11 10 3impia โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โ‰  0 )
12 7 11 sqgt0d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ 0 < ( ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
13 1 5 3 ipidsq โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ด ) = ( ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
14 13 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ด ) = ( ( ( normCV โ€˜ ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
15 12 14 breqtrrd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ 0 < ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ด ) )
16 4 15 syl3an1 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CHilOLD โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ด โ‰  ๐‘ ) โ†’ 0 < ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ด ) )