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Description: Hellinger-Toeplitz Theorem: any self-adjoint linear operator defined on all of Hilbert space is bounded. Theorem 10.1-1 of Kreyszig p. 525. Discovered by E. Hellinger and O. Toeplitz in 1910, "it aroused both admiration and puzzlement since the theorem establishes a relation between properties of two different kinds, namely, the properties of being defined everywhere and being bounded." (Contributed by NM, 11-Jan-2008) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014) (New usage is discouraged.)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | htth.1 | ⊢ 𝑋 = ( BaseSet ‘ 𝑈 ) | |
| htth.2 | ⊢ 𝑃 = ( ·𝑖OLD ‘ 𝑈 ) | ||
| htth.3 | ⊢ 𝐿 = ( 𝑈 LnOp 𝑈 ) | ||
| htth.4 | ⊢ 𝐵 = ( 𝑈 BLnOp 𝑈 ) | ||
| Assertion | htth | ⊢ ( ( 𝑈 ∈ CHilOLD ∧ 𝑇 ∈ 𝐿 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ 𝐵 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | htth.1 | ⊢ 𝑋 = ( BaseSet ‘ 𝑈 ) | |
| 2 | htth.2 | ⊢ 𝑃 = ( ·𝑖OLD ‘ 𝑈 ) | |
| 3 | htth.3 | ⊢ 𝐿 = ( 𝑈 LnOp 𝑈 ) | |
| 4 | htth.4 | ⊢ 𝐵 = ( 𝑈 BLnOp 𝑈 ) | |
| 5 | oveq12 | ⊢ ( ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ∧ 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) → ( 𝑈 LnOp 𝑈 ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) | |
| 6 | 5 | anidms | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( 𝑈 LnOp 𝑈 ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 7 | 3 6 | eqtrid | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → 𝐿 = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 8 | 7 | eleq2d | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( 𝑇 ∈ 𝐿 ↔ 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) ) |
| 9 | fveq2 | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( BaseSet ‘ 𝑈 ) = ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) | |
| 10 | 1 9 | eqtrid | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → 𝑋 = ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 11 | fveq2 | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ·𝑖OLD ‘ 𝑈 ) = ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) | |
| 12 | 2 11 | eqtrid | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → 𝑃 = ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 13 | 12 | oveqd | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) ) |
| 14 | 12 | oveqd | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) |
| 15 | 13 14 | eqeq12d | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ↔ ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) ) |
| 16 | 10 15 | raleqbidv | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ↔ ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) ) |
| 17 | 10 16 | raleqbidv | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ↔ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) ) |
| 18 | 8 17 | anbi12d | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ( 𝑇 ∈ 𝐿 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ) ↔ ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) ) ) |
| 19 | oveq12 | ⊢ ( ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ∧ 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) → ( 𝑈 BLnOp 𝑈 ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) | |
| 20 | 19 | anidms | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( 𝑈 BLnOp 𝑈 ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 21 | 4 20 | eqtrid | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → 𝐵 = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 22 | 21 | eleq2d | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( 𝑇 ∈ 𝐵 ↔ 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) ) |
| 23 | 18 22 | imbi12d | ⊢ ( 𝑈 = if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) → ( ( ( 𝑇 ∈ 𝐿 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ 𝐵 ) ↔ ( ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) ) ) |
| 24 | eqid | ⊢ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) = ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) | |
| 25 | eqid | ⊢ ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) = ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) | |
| 26 | eqid | ⊢ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) | |
| 27 | eqid | ⊢ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) = ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) | |
| 28 | eqid | ⊢ ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) = ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) | |
| 29 | eqid | ⊢ 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 = 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 | |
| 30 | 29 | cnchl | ⊢ 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ∈ CHilOLD |
| 31 | 30 | elimel | ⊢ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ∈ CHilOLD |
| 32 | simpl | ⊢ ( ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) | |
| 33 | simpr | ⊢ ( ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) → ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) | |
| 34 | oveq1 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑢 → ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) ) | |
| 35 | fveq2 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑢 → ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) = ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ) | |
| 36 | 35 | oveq1d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑢 → ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) |
| 37 | 34 36 | eqeq12d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑢 → ( ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ↔ ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) ) |
| 38 | fveq2 | ⊢ ( 𝑦 = 𝑣 → ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) = ( 𝑇 ‘ 𝑣 ) ) | |
| 39 | 38 | oveq2d | ⊢ ( 𝑦 = 𝑣 → ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑣 ) ) ) |
| 40 | oveq2 | ⊢ ( 𝑦 = 𝑣 → ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑣 ) ) | |
| 41 | 39 40 | eqeq12d | ⊢ ( 𝑦 = 𝑣 → ( ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ↔ ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑣 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑣 ) ) ) |
| 42 | 37 41 | cbvral2vw | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ↔ ∀ 𝑢 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑣 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑣 ) ) |
| 43 | 33 42 | sylib | ⊢ ( ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) → ∀ 𝑢 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑢 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑣 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑢 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑣 ) ) |
| 44 | oveq1 | ⊢ ( 𝑦 = 𝑤 → ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) = ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) | |
| 45 | 44 | cbvmptv | ⊢ ( 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) = ( 𝑤 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 46 | fveq2 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) = ( 𝑇 ‘ 𝑧 ) ) | |
| 47 | 46 | oveq2d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) = ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑧 ) ) ) |
| 48 | 47 | mpteq2dv | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝑤 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) = ( 𝑤 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑧 ) ) ) ) |
| 49 | 45 48 | eqtrid | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) = ( 𝑤 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑧 ) ) ) ) |
| 50 | 49 | cbvmptv | ⊢ ( 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) ) = ( 𝑧 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑤 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑧 ) ) ) ) |
| 51 | fveq2 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑧 ) ) | |
| 52 | 51 | breq1d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑥 ) ≤ 1 ↔ ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑧 ) ≤ 1 ) ) |
| 53 | 52 | cbvrabv | ⊢ { 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∣ ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑥 ) ≤ 1 } = { 𝑧 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∣ ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑧 ) ≤ 1 } |
| 54 | 53 | imaeq2i | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) ) “ { 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∣ ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑥 ) ≤ 1 } ) = ( ( 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ↦ ( 𝑦 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ) ) ) “ { 𝑧 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∣ ( ( normCV ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ‘ 𝑧 ) ≤ 1 } ) |
| 55 | 24 25 26 27 28 31 29 32 43 50 54 | htthlem | ⊢ ( ( 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) LnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ∀ 𝑦 ∈ ( BaseSet ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑥 ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) ( ·𝑖OLD ‘ if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ ( if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) BLnOp if ( 𝑈 ∈ CHilOLD , 𝑈 , 〈 〈 + , · 〉 , abs 〉 ) ) ) |
| 56 | 23 55 | dedth | ⊢ ( 𝑈 ∈ CHilOLD → ( ( 𝑇 ∈ 𝐿 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ 𝐵 ) ) |
| 57 | 56 | 3impib | ⊢ ( ( 𝑈 ∈ CHilOLD ∧ 𝑇 ∈ 𝐿 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 ∀ 𝑦 ∈ 𝑋 ( 𝑥 𝑃 ( 𝑇 ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑇 ‘ 𝑥 ) 𝑃 𝑦 ) ) → 𝑇 ∈ 𝐵 ) |