Metamath Proof Explorer


Theorem ipcl

Description: Closure of the inner product operation in a pre-Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses phlsrng.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
phllmhm.h โŠข , = ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š )
phllmhm.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
ipcl.f โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
Assertion ipcl ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ด , ๐ต ) โˆˆ ๐พ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 phlsrng.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 phllmhm.h โŠข , = ( ยท๐‘– โ€˜ ๐‘Š )
3 phllmhm.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
4 ipcl.f โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
5 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) )
6 1 2 3 5 phllmhm โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) โˆˆ ( ๐‘Š LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐น ) ) )
7 rlmbas โŠข ( Base โ€˜ ๐น ) = ( Base โ€˜ ( ringLMod โ€˜ ๐น ) )
8 4 7 eqtri โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ( ringLMod โ€˜ ๐น ) )
9 3 8 lmhmf โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) โˆˆ ( ๐‘Š LMHom ( ringLMod โ€˜ ๐น ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) : ๐‘‰ โŸถ ๐พ )
10 6 9 syl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) : ๐‘‰ โŸถ ๐พ )
11 5 fmpt โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) โˆˆ ๐พ โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) ) : ๐‘‰ โŸถ ๐พ )
12 10 11 sylibr โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) โˆˆ ๐พ )
13 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) = ( ๐ด , ๐ต ) )
14 13 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ๐‘ฅ , ๐ต ) โˆˆ ๐พ โ†” ( ๐ด , ๐ต ) โˆˆ ๐พ ) )
15 14 rspccva โŠข ( ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘ฅ , ๐ต ) โˆˆ ๐พ โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ด , ๐ต ) โˆˆ ๐พ )
16 12 15 stoic3 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ด , ๐ต ) โˆˆ ๐พ )
17 16 3com23 โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ PreHil โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ด , ๐ต ) โˆˆ ๐พ )