Hilbert Space Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  cnlnssadj Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnlnssadj 28323
 Description: Every continuous linear Hilbert space operator has an adjoint. (Contributed by NM, 18-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
cnlnssadj (LinOp ∩ ConOp) ⊆ dom adj

Proof of Theorem cnlnssadj
Dummy variables 𝑢 𝑡 𝑣 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnlnadj 28322 . . . . 5 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)))
2 df-rex 2902 . . . . 5 (∃𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) ↔ ∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))))
31, 2sylib 207 . . . 4 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))))
4 inss1 3795 . . . . . . . . . 10 (LinOp ∩ ConOp) ⊆ LinOp
54sseli 3564 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑦 ∈ LinOp)
6 lnopf 28102 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ LinOp → 𝑦: ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑦: ℋ⟶ ℋ)
87a1d 25 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → 𝑦: ℋ⟶ ℋ))
94sseli 3564 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑡 ∈ LinOp)
10 lnopf 28102 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ LinOp → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
119, 10syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
1211a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → (𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
1312adantrd 483 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
14 eqcom 2617 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) ↔ (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧))
1514biimpi 205 . . . . . . . . . . 11 (((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) → (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧))
1615ralimi 2936 . . . . . . . . . 10 (∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) → ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧))
1716ralimi 2936 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧))
18 adjsym 28076 . . . . . . . . . 10 ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦: ℋ⟶ ℋ) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
1911, 7, 18syl2anr 494 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ 𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp)) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) = ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
2017, 19syl5ib 233 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ 𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp)) → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧)) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
2120expimpd 627 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
228, 13, 213jcad 1236 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧))))
23 dfadj2 28128 . . . . . . . 8 adj = {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧))}
2423eleq2i 2680 . . . . . . 7 (⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj ↔ ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧))})
25 vex 3176 . . . . . . . 8 𝑦 ∈ V
26 vex 3176 . . . . . . . 8 𝑡 ∈ V
27 feq1 5939 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑦 → (𝑢: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑦: ℋ⟶ ℋ))
28 fveq1 6102 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = 𝑦 → (𝑢𝑧) = (𝑦𝑧))
2928oveq2d 6565 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = 𝑦 → (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)))
3029eqeq1d 2612 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = 𝑦 → ((𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧) ↔ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧)))
31302ralbidv 2972 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧)))
3227, 313anbi13d 1393 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑦 → ((𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧))))
33 feq1 5939 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑡 → (𝑣: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑡: ℋ⟶ ℋ))
34 fveq1 6102 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑡 → (𝑣𝑥) = (𝑡𝑥))
3534oveq1d 6564 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧))
3635eqeq2d 2620 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧) ↔ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
37362ralbidv 2972 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑡 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
3833, 373anbi23d 1394 . . . . . . . 8 (𝑣 = 𝑡 → ((𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧))))
3925, 26, 32, 38opelopab 4922 . . . . . . 7 (⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ {⟨𝑢, 𝑣⟩ ∣ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑣: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑢𝑧)) = ((𝑣𝑥) ·ih 𝑧))} ↔ (𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)))
4024, 39bitr2i 264 . . . . . 6 ((𝑦: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑦𝑧)) = ((𝑡𝑥) ·ih 𝑧)) ↔ ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj)
4122, 40syl6ib 240 . . . . 5 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ((𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → ⟨𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj))
4241eximdv 1833 . . . 4 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → (∃𝑡(𝑡 ∈ (LinOp ∩ ConOp) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧 ∈ ℋ ((𝑦𝑥) ·ih 𝑧) = (𝑥 ·ih (𝑡𝑧))) → ∃𝑡𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj))
433, 42mpd 15 . . 3 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → ∃𝑡𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj)
4425eldm2 5244 . . 3 (𝑦 ∈ dom adj ↔ ∃𝑡𝑦, 𝑡⟩ ∈ adj)
4543, 44sylibr 223 . 2 (𝑦 ∈ (LinOp ∩ ConOp) → 𝑦 ∈ dom adj)
4645ssriv 3572 1 (LinOp ∩ ConOp) ⊆ dom adj
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  ∃wrex 2897   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ⟨cop 4131  {copab 4642  dom cdm 5038  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ℋchil 27160   ·ih csp 27163  ConOpccop 27187  LinOpclo 27188  adjℎcado 27196 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cc 9140  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895  ax-hilex 27240  ax-hfvadd 27241  ax-hvcom 27242  ax-hvass 27243  ax-hv0cl 27244  ax-hvaddid 27245  ax-hfvmul 27246  ax-hvmulid 27247  ax-hvmulass 27248  ax-hvdistr1 27249  ax-hvdistr2 27250  ax-hvmul0 27251  ax-hfi 27320  ax-his1 27323  ax-his2 27324  ax-his3 27325  ax-his4 27326  ax-hcompl 27443 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-omul 7452  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-acn 8651  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-mulg 17364  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-lm 20843  df-t1 20928  df-haus 20929  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cfil 22861  df-cau 22862  df-cmet 22863  df-grpo 26731  df-gid 26732  df-ginv 26733  df-gdiv 26734  df-ablo 26783  df-vc 26798  df-nv 26831  df-va 26834  df-ba 26835  df-sm 26836  df-0v 26837  df-vs 26838  df-nmcv 26839  df-ims 26840  df-dip 26940  df-ssp 26961  df-ph 27052  df-cbn 27103  df-hnorm 27209  df-hba 27210  df-hvsub 27212  df-hlim 27213  df-hcau 27214  df-sh 27448  df-ch 27462  df-oc 27493  df-ch0 27494  df-shs 27551  df-pjh 27638  df-h0op 27991  df-nmop 28082  df-cnop 28083  df-lnop 28084  df-unop 28086  df-hmop 28087  df-nmfn 28088  df-nlfn 28089  df-cnfn 28090  df-lnfn 28091  df-adjh 28092 This theorem is referenced by:  bdopssadj  28324
 Copyright terms: Public domain W3C validator