HomeHome Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Related theorems
GIF version

Theorem h1de2 5458
Description: Membership in 1-dimensional subspace. All members are collinear with the generating vector.
Hypotheses
Ref Expression
h1de2.1 A ∈ ℋ
h1de2.2 B ∈ ℋ
Assertion
Ref Expression
h1de2 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((B ·i B) ·s A) = ((A ·i B) ·s B))

Proof of Theorem h1de2
StepHypRef Expression
1 h1de2.2 . . . . . . . . . 10 B ∈ ℋ
21, 1hicl 5044 . . . . . . . . 9 (B ·i B) ∈ ℂ
3 h1de2.1 . . . . . . . . 9 A ∈ ℋ
42, 3hvmulcl 4990 . . . . . . . 8 ((B ·i B) ·s A) ∈ ℋ
53, 1hicl 5044 . . . . . . . . 9 (A ·i B) ∈ ℂ
65, 1hvmulcl 4990 . . . . . . . 8 ((A ·i B) ·s B) ∈ ℋ
7 his2subt 5052 . . . . . . . 8 ((((B ·i B) ·s A) ∈ ℋ ∧ ((A ·i B) ·s B) ∈ ℋ ∧ B ∈ ℋ ) → ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = ((((B ·i B) ·s A) ·i B) − (((A ·i B) ·s B) ·i B)))
84, 6, 1, 7mp3an 642 . . . . . . 7 ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = ((((B ·i B) ·s A) ·i B) − (((A ·i B) ·s B) ·i B))
92, 5mulcom 4107 . . . . . . . . 9 ((B ·i B) · (A ·i B)) = ((A ·i B) · (B ·i B))
10 ax-his3 5047 . . . . . . . . . 10 (((B ·i B) ∈ ℂ ∧ A ∈ ℋ ∧ B ∈ ℋ ) → (((B ·i B) ·s A) ·i B) = ((B ·i B) · (A ·i B)))
112, 3, 1, 10mp3an 642 . . . . . . . . 9 (((B ·i B) ·s A) ·i B) = ((B ·i B) · (A ·i B))
12 ax-his3 5047 . . . . . . . . . 10 (((A ·i B) ∈ ℂ ∧ B ∈ ℋ ∧ B ∈ ℋ ) → (((A ·i B) ·s B) ·i B) = ((A ·i B) · (B ·i B)))
135, 1, 1, 12mp3an 642 . . . . . . . . 9 (((A ·i B) ·s B) ·i B) = ((A ·i B) · (B ·i B))
149, 11, 133eqtr4 1126 . . . . . . . 8 (((B ·i B) ·s A) ·i B) = (((A ·i B) ·s B) ·i B)
154, 1hicl 5044 . . . . . . . . 9 (((B ·i B) ·s A) ·i B) ∈ ℂ
166, 1hicl 5044 . . . . . . . . 9 (((A ·i B) ·s B) ·i B) ∈ ℂ
1715, 16subeq0 4163 . . . . . . . 8 (((((B ·i B) ·s A) ·i B) − (((A ·i B) ·s B) ·i B)) = 0 ↔ (((B ·i B) ·s A) ·i B) = (((A ·i B) ·s B) ·i B))
1814, 17mpbir 165 . . . . . . 7 ((((B ·i B) ·s A) ·i B) − (((A ·i B) ·s B) ·i B)) = 0
198, 18eqtr 1119 . . . . . 6 ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = 0
201h1det 5455 . . . . . . . . 9 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) ↔ (A ∈ ℋ ∧ ∀x ∈ ℋ ((B ·i x) = 0 → (A ·i x) = 0)))
2120, 3mpbiran 547 . . . . . . . 8 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) ↔ ∀x ∈ ℋ ((B ·i x) = 0 → (A ·i x) = 0))
224, 6hvsubcl 5002 . . . . . . . . 9 (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ∈ ℋ
23 opreq2 3007 . . . . . . . . . . . 12 (x = (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) → (B ·i x) = (B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))))
2423cleq1d 1109 . . . . . . . . . . 11 (x = (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) → ((B ·i x) = 0 ↔ (B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
25 opreq2 3007 . . . . . . . . . . . 12 (x = (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) → (A ·i x) = (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))))
2625cleq1d 1109 . . . . . . . . . . 11 (x = (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) → ((A ·i x) = 0 ↔ (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
2724, 26imbi12d 474 . . . . . . . . . 10 (x = (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) → (((B ·i x) = 0 → (A ·i x) = 0) ↔ ((B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0 → (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0)))
2827rcla4v 1402 . . . . . . . . 9 (∀x ∈ ℋ ((B ·i x) = 0 → (A ·i x) = 0) → ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ∈ ℋ → ((B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0 → (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0)))
2922, 28mpi 44 . . . . . . . 8 (∀x ∈ ℋ ((B ·i x) = 0 → (A ·i x) = 0) → ((B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0 → (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
3021, 29sylbi 174 . . . . . . 7 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0 → (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
31 orthcom 5061 . . . . . . . 8 (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ∈ ℋ ∧ B ∈ ℋ ) → (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = 0 ↔ (B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
3222, 1, 31mp2an 520 . . . . . . 7 (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = 0 ↔ (B ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0)
33 orthcom 5061 . . . . . . . 8 (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ∈ ℋ ∧ A ∈ ℋ ) → (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = 0 ↔ (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0))
3422, 3, 33mp2an 520 . . . . . . 7 (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = 0 ↔ (A ·i (((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B))) = 0)
3530, 32, 343imtr4g 426 . . . . . 6 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → (((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i B) = 0 → ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = 0))
3619, 35mpi 44 . . . . 5 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = 0)
37 his2subt 5052 . . . . . . 7 ((((B ·i B) ·s A) ∈ ℋ ∧ ((A ·i B) ·s B) ∈ ℋ ∧ A ∈ ℋ ) → ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = ((((B ·i B) ·s A) ·i A) − (((A ·i B) ·s B) ·i A)))
384, 6, 3, 37mp3an 642 . . . . . 6 ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A) = ((((B ·i B) ·s A) ·i A) − (((A ·i B) ·s B) ·i A))
39 ax-his3 5047 . . . . . . . . 9 (((B ·i B) ∈ ℂ ∧ A ∈ ℋ ∧ A ∈ ℋ ) → (((B ·i B) ·s A) ·i A) = ((B ·i B) · (A ·i A)))
402, 3, 3, 39mp3an 642 . . . . . . . 8 (((B ·i B) ·s A) ·i A) = ((B ·i B) · (A ·i A))
413, 3hicl 5044 . . . . . . . . 9 (A ·i A) ∈ ℂ
422, 41mulcom 4107 . . . . . . . 8 ((B ·i B) · (A ·i A)) = ((A ·i A) · (B ·i B))
4340, 42eqtr 1119 . . . . . . 7 (((B ·i B) ·s A) ·i A) = ((A ·i A) · (B ·i B))
44 ax-his3 5047 . . . . . . . 8 (((A ·i B) ∈ ℂ ∧ B ∈ ℋ ∧ A ∈ ℋ ) → (((A ·i B) ·s B) ·i A) = ((A ·i B) · (B ·i A)))
455, 1, 3, 44mp3an 642 . . . . . . 7 (((A ·i B) ·s B) ·i A) = ((A ·i B) · (B ·i A))
4643, 45opreq12i 3011 . . . . . 6 ((((B ·i B) ·s A) ·i A) − (((A ·i B) ·s B) ·i A)) = (((A ·i A) · (B ·i B)) − ((A ·i B) · (B ·i A)))
4738, 46eqtr2 1120 . . . . 5 (((A ·i A) · (B ·i B)) − ((A ·i B) · (B ·i A))) = ((((B ·i B) ·s A) −v ((A ·i B) ·s B)) ·i A)
4836, 47syl5eq 1136 . . . 4 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → (((A ·i A) · (B ·i B)) − ((A ·i B) · (B ·i A))) = 0)
4941, 2mulcl 4105 . . . . 5 ((A ·i A) · (B ·i B)) ∈ ℂ
501, 3hicl 5044 . . . . . 6 (B ·i A) ∈ ℂ
515, 50mulcl 4105 . . . . 5 ((A ·i B) · (B ·i A)) ∈ ℂ
5249, 51subeq0 4163 . . . 4 ((((A ·i A) · (B ·i B)) − ((A ·i B) · (B ·i A))) = 0 ↔ ((A ·i A) · (B ·i B)) = ((A ·i B) · (B ·i A)))
5348, 52sylib 173 . . 3 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((A ·i A) · (B ·i B)) = ((A ·i B) · (B ·i A)))
5453cleqcomd 1106 . 2 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((A ·i B) · (B ·i A)) = ((A ·i A) · (B ·i B)))
553, 1bcseq 5073 . 2 (((A ·i B) · (B ·i A)) = ((A ·i A) · (B ·i B)) ↔ ((B ·i B) ·s A) = ((A ·i B) ·s B))
5654, 55sylib 173 1 (A ∈ (⊥ ‘(⊥ ‘{B})) → ((B ·i B) ·s A) = ((A ·i B) ·s B))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   → wi 2   ↔ wb 127   = wceq 1091   ∈ wcel 1092  ∀wral 1201  {csn 1808   ‘cfv 2422  (class class class)co 3001  ℂcc 4026  0cc0 4028   · cmulc 4032   − cmin 4089   ℋ chil 4958   ·s csm 4960   −v cmv 4962   ·i csp 4963  ⊥cort 4969
This theorem is referenced by:  h1de2b 5459
This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-un 1076  ax-pow 1077  ax-reg 1078  ax-inf 1079  ax-hilex 4983  ax-hvaddcl 4984  ax-hvcom 4985  ax-hvass 4986  ax-hvzercl 4987  ax-hvaddid 4988  ax-hvmulcl 4989  ax-hvmulid 4991  ax-hvmulass 4992  ax-hvdistr2 4994  ax-hvmulzer 4995  ax-hicl 5043  ax-his1 5045  ax-his2 5046  ax-his3 5047  ax-his4 5048
This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-3or 582  df-3an 583  df-ex 679  df-sb 853  df-eu 1009  df-mo 1010  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ne 1192  df-ral 1205  df-rex 1206  df-reu 1207  df-rab 1208  df-v 1349  df-sbc 1441  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-pss 1494  df-nul 1708  df-if 1777  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-tp 1814  df-op 1815  df-uni 1920  df-int 1966  df-iun 1996  df-tr 2042  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-id 2125  df-po 2128  df-so 2138  df-sup 2154  df-fr 2169  df-we 2186  df-ord 2202  df-on 2203  df-lim 2204  df-suc 2205  df-om 2373  df-xp 2424  df-rel 2425  df-cnv 2426  df-co 2427  df-dm 2428  df-rn 2429  df-res 2430  df-ima 2431  df-fun 2432  df-fn 2433  df-f 2434  df-f1 2435  df-fo 2436  df-f1o 2437  df-fv 2438  df-rdg 2970  df-opr 3003  df-oprab 3004  df-1st 3087  df-2nd 3088  df-1o 3104  df-oadd 3106  df-omul 3107  df-er 3200  df-ec 3202  df-qs 3205  df-ni 3794  df-pli 3795  df-mi 3796  df-lti 3797  df-plpq 3829  df-mpq 3830  df-enq 3831  df-nq 3832  df-plq 3833  df-mq 3834  df-rq 3835  df-ltq 3836  df-1q 3837  df-np 3880  df-1p 3881  df-plp 3882  df-mp 3883  df-ltp 3884  df-plpr 3958  df-mpr 3959  df-enr 3960  df-nr 3961  df-plr 3962  df-mr 3963  df-ltr 3964  df-0r 3965  df-1r 3966  df-m1r 3967  df-c 4034  df-0 4035  df-1 4036  df-i 4037  df-r 4038  df-plus 4039  df-mul 4040  df-lt 4041  df-sub 4133  df-neg 4135  df-div 4216  df-le 4277  df-n 4423  df-2 4462  df-3 4463  df-4 4464  df-n0 4535  df-z 4564  df-seq 4661  df-exp 4676  df-sqr 4728  df-re 4790  df-im 4791  df-cj 4792  df-abs 4793  df-clim 4876  df-hvsub 4996  df-hnorm 5074  df-hlim 5107  df-sh 5114  df-ch 5127  df-oc 5156
metamath.org