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Theorem tcphcph

Description: The standard definition of a norm turns any pre-Hilbert space over a subfield of CCfld closed under square roots of nonnegative reals into a subcomplex pre-Hilbert space (which allows access to a norm, metric, and topology). (Contributed by Mario Carneiro, 11-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses tcphval.n ⊒ 𝐺 = ( toβ„‚PreHil β€˜ π‘Š )
tcphcph.v ⊒ 𝑉 = ( Base β€˜ π‘Š )
tcphcph.f ⊒ 𝐹 = ( Scalar β€˜ π‘Š )
tcphcph.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ PreHil )
tcphcph.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs 𝐾 ) )
tcphcph.h ⊒ , = ( ·𝑖 β€˜ π‘Š )
tcphcph.3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 )
tcphcph.4 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ 0 ≀ ( π‘₯ , π‘₯ ) )
Assertion tcphcph ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ β„‚PreHil )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tcphval.n ⊒ 𝐺 = ( toβ„‚PreHil β€˜ π‘Š )
2 tcphcph.v ⊒ 𝑉 = ( Base β€˜ π‘Š )
3 tcphcph.f ⊒ 𝐹 = ( Scalar β€˜ π‘Š )
4 tcphcph.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ PreHil )
5 tcphcph.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs 𝐾 ) )
6 tcphcph.h ⊒ , = ( ·𝑖 β€˜ π‘Š )
7 tcphcph.3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 )
8 tcphcph.4 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ 0 ≀ ( π‘₯ , π‘₯ ) )
9 1 tcphphl ⊒ ( π‘Š ∈ PreHil ↔ 𝐺 ∈ PreHil )
10 4 9 sylib ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ PreHil )
11 1 2 6 tcphval ⊒ 𝐺 = ( π‘Š toNrmGrp ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) )
12 eqid ⊒ ( -g β€˜ π‘Š ) = ( -g β€˜ π‘Š )
13 eqid ⊒ ( 0g β€˜ π‘Š ) = ( 0g β€˜ π‘Š )
14 phllmod ⊒ ( π‘Š ∈ PreHil β†’ π‘Š ∈ LMod )
15 4 14 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LMod )
16 lmodgrp ⊒ ( π‘Š ∈ LMod β†’ π‘Š ∈ Grp )
17 15 16 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ Grp )
18 1 2 3 4 5 6 tcphcphlem3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) ∈ ℝ )
19 18 8 resqrtcld ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ∈ ℝ )
20 19 fmpttd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) : 𝑉 ⟢ ℝ )
21 oveq12 ⊒ ( ( π‘₯ = 𝑦 ∧ π‘₯ = 𝑦 ) β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( 𝑦 , 𝑦 ) )
22 21 anidms ⊒ ( π‘₯ = 𝑦 β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( 𝑦 , 𝑦 ) )
23 22 fveq2d ⊒ ( π‘₯ = 𝑦 β†’ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) = ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) )
24 eqid ⊒ ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) = ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) )
25 fvex ⊒ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ∈ V
26 23 24 25 fvmpt3i ⊒ ( 𝑦 ∈ 𝑉 β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) )
27 26 adantl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) )
28 27 eqeq1d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = 0 ↔ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) = 0 ) )
29 eqid ⊒ ( Base β€˜ 𝐹 ) = ( Base β€˜ 𝐹 )
30 phllvec ⊒ ( π‘Š ∈ PreHil β†’ π‘Š ∈ LVec )
31 4 30 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ LVec )
32 3 lvecdrng ⊒ ( π‘Š ∈ LVec β†’ 𝐹 ∈ DivRing )
33 31 32 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ DivRing )
34 29 5 33 cphsubrglem ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ∧ ( Base β€˜ 𝐹 ) = ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ∧ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubRing β€˜ β„‚fld ) ) )
35 34 simp2d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) = ( 𝐾 ∩ β„‚ ) )
36 inss2 ⊒ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) βŠ† β„‚
37 35 36 eqsstrdi ⊒ ( πœ‘ β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) βŠ† β„‚ )
38 37 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) βŠ† β„‚ )
39 3 6 2 29 ipcl ⊒ ( ( π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 , 𝑦 ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
40 39 3anidm23 ⊒ ( ( π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 , 𝑦 ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
41 4 40 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 , 𝑦 ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
42 38 41 sseldd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 , 𝑦 ) ∈ β„‚ )
43 42 sqrtcld ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ∈ β„‚ )
44 sqeq0 ⊒ ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ∈ β„‚ β†’ ( ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ↑ 2 ) = 0 ↔ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) = 0 ) )
45 43 44 syl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ↑ 2 ) = 0 ↔ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) = 0 ) )
46 42 sqsqrtd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ↑ 2 ) = ( 𝑦 , 𝑦 ) )
47 1 2 3 4 5 phclm ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Š ∈ β„‚Mod )
48 3 clm0 ⊒ ( π‘Š ∈ β„‚Mod β†’ 0 = ( 0g β€˜ 𝐹 ) )
49 47 48 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 0 = ( 0g β€˜ 𝐹 ) )
50 49 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ 0 = ( 0g β€˜ 𝐹 ) )
51 46 50 eqeq12d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ↑ 2 ) = 0 ↔ ( 𝑦 , 𝑦 ) = ( 0g β€˜ 𝐹 ) ) )
52 45 51 bitr3d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) = 0 ↔ ( 𝑦 , 𝑦 ) = ( 0g β€˜ 𝐹 ) ) )
53 eqid ⊒ ( 0g β€˜ 𝐹 ) = ( 0g β€˜ 𝐹 )
54 3 6 2 53 13 ipeq0 ⊒ ( ( π‘Š ∈ PreHil ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( 𝑦 , 𝑦 ) = ( 0g β€˜ 𝐹 ) ↔ 𝑦 = ( 0g β€˜ π‘Š ) ) )
55 4 54 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( 𝑦 , 𝑦 ) = ( 0g β€˜ 𝐹 ) ↔ 𝑦 = ( 0g β€˜ π‘Š ) ) )
56 28 52 55 3bitrd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = 0 ↔ 𝑦 = ( 0g β€˜ π‘Š ) ) )
57 4 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ π‘Š ∈ PreHil )
58 34 simp1d ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
59 58 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
60 3anass ⊒ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ↔ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) )
61 simpr2 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ π‘₯ ∈ ℝ )
62 61 recnd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ π‘₯ ∈ β„‚ )
63 62 sqrtcld ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ β„‚ )
64 7 63 jca ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 ∧ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ β„‚ ) )
65 64 ex ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) β†’ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 ∧ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ β„‚ ) ) )
66 35 eleq2d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ π‘₯ ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ) )
67 recn ⊒ ( π‘₯ ∈ ℝ β†’ π‘₯ ∈ β„‚ )
68 elin ⊒ ( π‘₯ ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ↔ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ β„‚ ) )
69 68 rbaib ⊒ ( π‘₯ ∈ β„‚ β†’ ( π‘₯ ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ↔ π‘₯ ∈ 𝐾 ) )
70 67 69 syl ⊒ ( π‘₯ ∈ ℝ β†’ ( π‘₯ ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ↔ π‘₯ ∈ 𝐾 ) )
71 66 70 sylan9bb ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ ) β†’ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ π‘₯ ∈ 𝐾 ) )
72 71 adantrr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ π‘₯ ∈ 𝐾 ) )
73 72 ex ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) β†’ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ π‘₯ ∈ 𝐾 ) ) )
74 73 pm5.32rd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) ↔ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) ) )
75 3anass ⊒ ( ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ↔ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) )
76 74 75 bitr4di ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) ↔ ( π‘₯ ∈ 𝐾 ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) )
77 35 eleq2d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ) )
78 elin ⊒ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( 𝐾 ∩ β„‚ ) ↔ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 ∧ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ β„‚ ) )
79 77 78 bitrdi ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ ( ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ 𝐾 ∧ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ β„‚ ) ) )
80 65 76 79 3imtr4d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
81 60 80 biimtrid ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
82 81 imp ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
83 82 adantlr ⊒ ( ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) ∧ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
84 8 adantlr ⊒ ( ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ 0 ≀ ( π‘₯ , π‘₯ ) )
85 simprl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝑦 ∈ 𝑉 )
86 simprr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝑧 ∈ 𝑉 )
87 1 2 3 57 59 6 83 84 29 12 85 86 tcphcphlem1 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) ≀ ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) + ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) ) )
88 2 12 grpsubcl ⊒ ( ( π‘Š ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
89 88 3expb ⊒ ( ( π‘Š ∈ Grp ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
90 17 89 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
91 oveq12 ⊒ ( ( π‘₯ = ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∧ π‘₯ = ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) )
92 91 anidms ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) )
93 92 fveq2d ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) β†’ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) = ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) )
94 93 24 25 fvmpt3i ⊒ ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) )
95 90 94 syl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) )
96 oveq12 ⊒ ( ( π‘₯ = 𝑧 ∧ π‘₯ = 𝑧 ) β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( 𝑧 , 𝑧 ) )
97 96 anidms ⊒ ( π‘₯ = 𝑧 β†’ ( π‘₯ , π‘₯ ) = ( 𝑧 , 𝑧 ) )
98 97 fveq2d ⊒ ( π‘₯ = 𝑧 β†’ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) = ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) )
99 98 24 25 fvmpt3i ⊒ ( 𝑧 ∈ 𝑉 β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑧 ) = ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) )
100 26 99 oveqan12d ⊒ ( ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) + ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑧 ) ) = ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) + ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) ) )
101 100 adantl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) + ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑧 ) ) = ( ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) + ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) ) )
102 87 95 101 3brtr4d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ ( 𝑦 ( -g β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ≀ ( ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑦 ) + ( ( π‘₯ ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( π‘₯ , π‘₯ ) ) ) β€˜ 𝑧 ) ) )
103 11 2 12 13 17 20 56 102 tngngpd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ NrmGrp )
104 phllmod ⊒ ( 𝐺 ∈ PreHil β†’ 𝐺 ∈ LMod )
105 10 104 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ LMod )
106 cnnrg ⊒ β„‚fld ∈ NrmRing
107 34 simp3d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubRing β€˜ β„‚fld ) )
108 eqid ⊒ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) )
109 108 subrgnrg ⊒ ( ( β„‚fld ∈ NrmRing ∧ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubRing β€˜ β„‚fld ) ) β†’ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ∈ NrmRing )
110 106 107 109 sylancr ⊒ ( πœ‘ β†’ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ∈ NrmRing )
111 58 110 eqeltrd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ NrmRing )
112 103 105 111 3jca ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing ) )
113 4 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ π‘Š ∈ PreHil )
114 58 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
115 82 adantlr ⊒ ( ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) ∧ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
116 8 adantlr ⊒ ( ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) ∧ π‘₯ ∈ 𝑉 ) β†’ 0 ≀ ( π‘₯ , π‘₯ ) )
117 eqid ⊒ ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) = ( ·𝑠 β€˜ π‘Š )
118 simprl ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
119 simprr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ 𝑧 ∈ 𝑉 )
120 1 2 3 113 114 6 115 116 29 117 118 119 tcphcphlem2 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) = ( ( abs β€˜ 𝑦 ) Β· ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) ) )
121 2 3 117 29 lmodvscl ⊒ ( ( π‘Š ∈ LMod ∧ 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) β†’ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
122 121 3expb ⊒ ( ( π‘Š ∈ LMod ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
123 15 122 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 )
124 eqid ⊒ ( norm β€˜ 𝐺 ) = ( norm β€˜ 𝐺 )
125 1 124 2 6 tcphnmval ⊒ ( ( π‘Š ∈ Grp ∧ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) )
126 17 123 125 syl2an2r ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( √ β€˜ ( ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) , ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) ) )
127 114 fveq2d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( norm β€˜ 𝐹 ) = ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) )
128 127 fveq1d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) = ( ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) β€˜ 𝑦 ) )
129 subrgsubg ⊒ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubRing β€˜ β„‚fld ) β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubGrp β€˜ β„‚fld ) )
130 107 129 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubGrp β€˜ β„‚fld ) )
131 cnfldnm ⊒ abs = ( norm β€˜ β„‚fld )
132 eqid ⊒ ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) = ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
133 108 131 132 subgnm2 ⊒ ( ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∈ ( SubGrp β€˜ β„‚fld ) ∧ 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = ( abs β€˜ 𝑦 ) )
134 130 118 133 syl2an2r ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) β€˜ 𝑦 ) = ( abs β€˜ 𝑦 ) )
135 128 134 eqtrd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) = ( abs β€˜ 𝑦 ) )
136 1 124 2 6 tcphnmval ⊒ ( ( π‘Š ∈ Grp ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) = ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) )
137 17 119 136 syl2an2r ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) = ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) )
138 135 137 oveq12d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) Β· ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) ) = ( ( abs β€˜ 𝑦 ) Β· ( √ β€˜ ( 𝑧 , 𝑧 ) ) ) )
139 120 126 138 3eqtr4d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝑉 ) ) β†’ ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) Β· ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) ) )
140 139 ralrimivva ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) βˆ€ 𝑧 ∈ 𝑉 ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) Β· ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) ) )
141 1 2 tcphbas ⊒ 𝑉 = ( Base β€˜ 𝐺 )
142 1 117 tcphvsca ⊒ ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) = ( ·𝑠 β€˜ 𝐺 )
143 1 3 tcphsca ⊒ 𝐹 = ( Scalar β€˜ 𝐺 )
144 eqid ⊒ ( norm β€˜ 𝐹 ) = ( norm β€˜ 𝐹 )
145 141 124 142 143 29 144 isnlm ⊒ ( 𝐺 ∈ NrmMod ↔ ( ( 𝐺 ∈ NrmGrp ∧ 𝐺 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ NrmRing ) ∧ βˆ€ 𝑦 ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) βˆ€ 𝑧 ∈ 𝑉 ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ ( 𝑦 ( ·𝑠 β€˜ π‘Š ) 𝑧 ) ) = ( ( ( norm β€˜ 𝐹 ) β€˜ 𝑦 ) Β· ( ( norm β€˜ 𝐺 ) β€˜ 𝑧 ) ) ) )
146 112 140 145 sylanbrc ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ NrmMod )
147 10 146 58 3jca ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) )
148 elin ⊒ ( π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ↔ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ( 0 [,) +∞ ) ) )
149 elrege0 ⊒ ( π‘₯ ∈ ( 0 [,) +∞ ) ↔ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) )
150 149 anbi2i ⊒ ( ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ π‘₯ ∈ ( 0 [,) +∞ ) ) ↔ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) )
151 148 150 bitri ⊒ ( π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ↔ ( π‘₯ ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ 0 ≀ π‘₯ ) ) )
152 151 80 biimtrid ⊒ ( πœ‘ β†’ ( π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) β†’ ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
153 152 ralrimiv ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) )
154 sqrtf ⊒ √ : β„‚ ⟢ β„‚
155 ffun ⊒ ( √ : β„‚ ⟢ β„‚ β†’ Fun √ )
156 154 155 ax-mp ⊒ Fun √
157 inss1 ⊒ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) βŠ† ( Base β€˜ 𝐹 )
158 157 37 sstrid ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) βŠ† β„‚ )
159 154 fdmi ⊒ dom √ = β„‚
160 158 159 sseqtrrdi ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) βŠ† dom √ )
161 funimass4 ⊒ ( ( Fun √ ∧ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) βŠ† dom √ ) β†’ ( ( √ β€œ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ) βŠ† ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ βˆ€ π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
162 156 160 161 sylancr ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( √ β€œ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ) βŠ† ( Base β€˜ 𝐹 ) ↔ βˆ€ π‘₯ ∈ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ( √ β€˜ π‘₯ ) ∈ ( Base β€˜ 𝐹 ) ) )
163 153 162 mpbird ⊒ ( πœ‘ β†’ ( √ β€œ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ) βŠ† ( Base β€˜ 𝐹 ) )
164 43 fmpttd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) : 𝑉 ⟢ β„‚ )
165 1 2 6 tcphval ⊒ 𝐺 = ( π‘Š toNrmGrp ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) )
166 cnex ⊒ β„‚ ∈ V
167 165 2 166 tngnm ⊒ ( ( π‘Š ∈ Grp ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) : 𝑉 ⟢ β„‚ ) β†’ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) = ( norm β€˜ 𝐺 ) )
168 17 164 167 syl2anc ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) = ( norm β€˜ 𝐺 ) )
169 168 eqcomd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( norm β€˜ 𝐺 ) = ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) )
170 1 6 tcphip ⊒ , = ( ·𝑖 β€˜ 𝐺 )
171 141 170 124 143 29 iscph ⊒ ( 𝐺 ∈ β„‚PreHil ↔ ( ( 𝐺 ∈ PreHil ∧ 𝐺 ∈ NrmMod ∧ 𝐹 = ( β„‚fld β†Ύs ( Base β€˜ 𝐹 ) ) ) ∧ ( √ β€œ ( ( Base β€˜ 𝐹 ) ∩ ( 0 [,) +∞ ) ) ) βŠ† ( Base β€˜ 𝐹 ) ∧ ( norm β€˜ 𝐺 ) = ( 𝑦 ∈ 𝑉 ↦ ( √ β€˜ ( 𝑦 , 𝑦 ) ) ) ) )
172 147 163 169 171 syl3anbrc ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ β„‚PreHil )