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Theorem osum

Description: If two closed subspaces of a Hilbert space are orthogonal, their subspace sum equals their subspace join. Lemma 3 of Kalmbach p. 67. (Contributed by NM, 31-Oct-2005) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion osum ( ( 𝐴C𝐵C𝐴 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sseq1 ( 𝐴 = if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) → ( 𝐴 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) ↔ if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) ) )
2 oveq1 ( 𝐴 = if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) )
3 oveq1 ( 𝐴 = if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) → ( 𝐴 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) )
4 2 3 eqeq12d ( 𝐴 = if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) ) )
5 1 4 imbi12d ( 𝐴 = if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) → ( ( 𝐴 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) ) ↔ ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) ) ) )
6 fveq2 ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( ⊥ ‘ 𝐵 ) = ( ⊥ ‘ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) )
7 6 sseq2d ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) ↔ if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) ) )
8 oveq2 ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) )
9 oveq2 ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) )
10 8 9 eqeq12d ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) ↔ ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) ) )
11 7 10 imbi12d ( 𝐵 = if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) → ( ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + 𝐵 ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) ) ) )
12 ifchhv if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∈ C
13 ifchhv if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ∈ C
14 12 13 osumi ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ⊆ ( ⊥ ‘ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) → ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) + if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) = ( if ( 𝐴C , 𝐴 , ℋ ) ∨ if ( 𝐵C , 𝐵 , ℋ ) ) )
15 5 11 14 dedth2h ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐴 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) ) )
16 15 3impia ( ( 𝐴C𝐵C𝐴 ⊆ ( ⊥ ‘ 𝐵 ) ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) )