HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  lnopeqi Structured version   Unicode version

Theorem lnopeqi 25411
Description: Two linear Hilbert space operators are equal iff their quadratic forms are equal. (Contributed by NM, 27-Jul-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
lnopeq.1  |-  T  e. 
LinOp
lnopeq.2  |-  U  e. 
LinOp
Assertion
Ref Expression
lnopeqi  |-  ( A. x  e.  ~H  (
( T `  x
)  .ih  x )  =  ( ( U `
 x )  .ih  x )  <->  T  =  U )
Distinct variable groups:    x, T    x, U

Proof of Theorem lnopeqi
StepHypRef Expression
1 lnopeq.1 . . . . . . . 8  |-  T  e. 
LinOp
21lnopfi 25372 . . . . . . 7  |-  T : ~H
--> ~H
32ffvelrni 5841 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ~H  ->  ( T `  x )  e.  ~H )
4 hicl 24481 . . . . . 6  |-  ( ( ( T `  x
)  e.  ~H  /\  x  e.  ~H )  ->  ( ( T `  x )  .ih  x
)  e.  CC )
53, 4mpancom 669 . . . . 5  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( T `  x
)  .ih  x )  e.  CC )
6 lnopeq.2 . . . . . . . 8  |-  U  e. 
LinOp
76lnopfi 25372 . . . . . . 7  |-  U : ~H
--> ~H
87ffvelrni 5841 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ~H  ->  ( U `  x )  e.  ~H )
9 hicl 24481 . . . . . 6  |-  ( ( ( U `  x
)  e.  ~H  /\  x  e.  ~H )  ->  ( ( U `  x )  .ih  x
)  e.  CC )
108, 9mpancom 669 . . . . 5  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( U `  x
)  .ih  x )  e.  CC )
115, 10subeq0ad 9728 . . . 4  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( ( T `
 x )  .ih  x )  -  (
( U `  x
)  .ih  x )
)  =  0  <->  (
( T `  x
)  .ih  x )  =  ( ( U `
 x )  .ih  x ) ) )
12 hodval 25145 . . . . . . . 8  |-  ( ( T : ~H --> ~H  /\  U : ~H --> ~H  /\  x  e.  ~H )  ->  ( ( T  -op  U ) `  x )  =  ( ( T `
 x )  -h  ( U `  x
) ) )
132, 7, 12mp3an12 1304 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( T  -op  U
) `  x )  =  ( ( T `
 x )  -h  ( U `  x
) ) )
1413oveq1d 6105 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( T  -op  U ) `  x ) 
.ih  x )  =  ( ( ( T `
 x )  -h  ( U `  x
) )  .ih  x
) )
15 id 22 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ~H  ->  x  e.  ~H )
16 his2sub 24493 . . . . . . 7  |-  ( ( ( T `  x
)  e.  ~H  /\  ( U `  x )  e.  ~H  /\  x  e.  ~H )  ->  (
( ( T `  x )  -h  ( U `  x )
)  .ih  x )  =  ( ( ( T `  x ) 
.ih  x )  -  ( ( U `  x )  .ih  x
) ) )
173, 8, 15, 16syl3anc 1218 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( T `  x )  -h  ( U `  x )
)  .ih  x )  =  ( ( ( T `  x ) 
.ih  x )  -  ( ( U `  x )  .ih  x
) ) )
1814, 17eqtr2d 2475 . . . . 5  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( T `  x )  .ih  x
)  -  ( ( U `  x ) 
.ih  x ) )  =  ( ( ( T  -op  U ) `
 x )  .ih  x ) )
1918eqeq1d 2450 . . . 4  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( ( T `
 x )  .ih  x )  -  (
( U `  x
)  .ih  x )
)  =  0  <->  (
( ( T  -op  U ) `  x ) 
.ih  x )  =  0 ) )
2011, 19bitr3d 255 . . 3  |-  ( x  e.  ~H  ->  (
( ( T `  x )  .ih  x
)  =  ( ( U `  x ) 
.ih  x )  <->  ( (
( T  -op  U
) `  x )  .ih  x )  =  0 ) )
2120ralbiia 2746 . 2  |-  ( A. x  e.  ~H  (
( T `  x
)  .ih  x )  =  ( ( U `
 x )  .ih  x )  <->  A. x  e.  ~H  ( ( ( T  -op  U ) `
 x )  .ih  x )  =  0 )
221, 6lnophdi 25405 . . 3  |-  ( T  -op  U )  e. 
LinOp
2322lnopeq0i 25410 . 2  |-  ( A. x  e.  ~H  (
( ( T  -op  U ) `  x ) 
.ih  x )  =  0  <->  ( T  -op  U )  =  0hop )
242, 7hosubeq0i 25229 . 2  |-  ( ( T  -op  U )  =  0hop  <->  T  =  U
)
2521, 23, 243bitri 271 1  |-  ( A. x  e.  ~H  (
( T `  x
)  .ih  x )  =  ( ( U `
 x )  .ih  x )  <->  T  =  U )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    <-> wb 184    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2714   -->wf 5413   ` cfv 5417  (class class class)co 6090   CCcc 9279   0cc0 9281    - cmin 9594   ~Hchil 24320    .ih csp 24323    -h cmv 24326    -op chod 24341   0hopch0o 24344   LinOpclo 24348
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4402  ax-sep 4412  ax-nul 4420  ax-pow 4469  ax-pr 4530  ax-un 6371  ax-inf2 7846  ax-cc 8603  ax-cnex 9337  ax-resscn 9338  ax-1cn 9339  ax-icn 9340  ax-addcl 9341  ax-addrcl 9342  ax-mulcl 9343  ax-mulrcl 9344  ax-mulcom 9345  ax-addass 9346  ax-mulass 9347  ax-distr 9348  ax-i2m1 9349  ax-1ne0 9350  ax-1rid 9351  ax-rnegex 9352  ax-rrecex 9353  ax-cnre 9354  ax-pre-lttri 9355  ax-pre-lttrn 9356  ax-pre-ltadd 9357  ax-pre-mulgt0 9358  ax-pre-sup 9359  ax-addf 9360  ax-mulf 9361  ax-hilex 24400  ax-hfvadd 24401  ax-hvcom 24402  ax-hvass 24403  ax-hv0cl 24404  ax-hvaddid 24405  ax-hfvmul 24406  ax-hvmulid 24407  ax-hvmulass 24408  ax-hvdistr1 24409  ax-hvdistr2 24410  ax-hvmul0 24411  ax-hfi 24480  ax-his1 24483  ax-his2 24484  ax-his3 24485  ax-his4 24486  ax-hcompl 24603
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-fal 1375  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 2973  df-sbc 3186  df-csb 3288  df-dif 3330  df-un 3332  df-in 3334  df-ss 3341  df-pss 3343  df-nul 3637  df-if 3791  df-pw 3861  df-sn 3877  df-pr 3879  df-tp 3881  df-op 3883  df-uni 4091  df-int 4128  df-iun 4172  df-iin 4173  df-br 4292  df-opab 4350  df-mpt 4351  df-tr 4385  df-eprel 4631  df-id 4635  df-po 4640  df-so 4641  df-fr 4678  df-se 4679  df-we 4680  df-ord 4721  df-on 4722  df-lim 4723  df-suc 4724  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5380  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-isom 5426  df-riota 6051  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-of 6319  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-supp 6690  df-recs 6831  df-rdg 6865  df-1o 6919  df-2o 6920  df-oadd 6923  df-omul 6924  df-er 7100  df-map 7215  df-pm 7216  df-ixp 7263  df-en 7310  df-dom 7311  df-sdom 7312  df-fin 7313  df-fsupp 7620  df-fi 7660  df-sup 7690  df-oi 7723  df-card 8108  df-acn 8111  df-cda 8336  df-pnf 9419  df-mnf 9420  df-xr 9421  df-ltxr 9422  df-le 9423  df-sub 9596  df-neg 9597  df-div 9993  df-nn 10322  df-2 10379  df-3 10380  df-4 10381  df-5 10382  df-6 10383  df-7 10384  df-8 10385  df-9 10386  df-10 10387  df-n0 10579  df-z 10646  df-dec 10755  df-uz 10861  df-q 10953  df-rp 10991  df-xneg 11088  df-xadd 11089  df-xmul 11090  df-ioo 11303  df-ico 11305  df-icc 11306  df-fz 11437  df-fzo 11548  df-fl 11641  df-seq 11806  df-exp 11865  df-hash 12103  df-cj 12587  df-re 12588  df-im 12589  df-sqr 12723  df-abs 12724  df-clim 12965  df-rlim 12966  df-sum 13163  df-struct 14175  df-ndx 14176  df-slot 14177  df-base 14178  df-sets 14179  df-ress 14180  df-plusg 14250  df-mulr 14251  df-starv 14252  df-sca 14253  df-vsca 14254  df-ip 14255  df-tset 14256  df-ple 14257  df-ds 14259  df-unif 14260  df-hom 14261  df-cco 14262  df-rest 14360  df-topn 14361  df-0g 14379  df-gsum 14380  df-topgen 14381  df-pt 14382  df-prds 14385  df-xrs 14439  df-qtop 14444  df-imas 14445  df-xps 14447  df-mre 14523  df-mrc 14524  df-acs 14526  df-mnd 15414  df-submnd 15464  df-mulg 15547  df-cntz 15834  df-cmn 16278  df-psmet 17808  df-xmet 17809  df-met 17810  df-bl 17811  df-mopn 17812  df-fbas 17813  df-fg 17814  df-cnfld 17818  df-top 18502  df-bases 18504  df-topon 18505  df-topsp 18506  df-cld 18622  df-ntr 18623  df-cls 18624  df-nei 18701  df-cn 18830  df-cnp 18831  df-lm 18832  df-haus 18918  df-tx 19134  df-hmeo 19327  df-fil 19418  df-fm 19510  df-flim 19511  df-flf 19512  df-xms 19894  df-ms 19895  df-tms 19896  df-cfil 20765  df-cau 20766  df-cmet 20767  df-grpo 23677  df-gid 23678  df-ginv 23679  df-gdiv 23680  df-ablo 23768  df-subgo 23788  df-vc 23923  df-nv 23969  df-va 23972  df-ba 23973  df-sm 23974  df-0v 23975  df-vs 23976  df-nmcv 23977  df-ims 23978  df-dip 24095  df-ssp 24119  df-ph 24212  df-cbn 24263  df-hnorm 24369  df-hba 24370  df-hvsub 24372  df-hlim 24373  df-hcau 24374  df-sh 24608  df-ch 24623  df-oc 24654  df-ch0 24655  df-shs 24710  df-pjh 24797  df-hosum 25133  df-homul 25134  df-hodif 25135  df-h0op 25151  df-lnop 25244
This theorem is referenced by:  lnopeq  25412
  Copyright terms: Public domain W3C validator