Theorem: OrthogonalFamily.independent
File: Mathlib/Analysis/InnerProductSpace/Basic.lean

tactic: classical
apply CompleteLattice.independent_of_dfinsupp_lsum_injective
refine LinearMap.ker_eq_bot.mp ?_
rw [Submodule.eq_bot_iff]
intro v hv
rw [LinearMap.mem_ker] at hv
ext i
suffices ⟪(v i : E), v i⟫ = 0 by simpa only [inner_self_eq_zero] using this
calc
  ⟪(v i : E), v i⟫ = ⟪(v i : E), DFinsupp.lsum ℕ (fun i => (V i).subtype) v⟫ := by
    simpa only [DFinsupp.sumAddHom_apply, DFinsupp.lsum_apply_apply] using
      (hV.inner_right_dfinsupp v i (v i)).symm
  _ = 0 := by simp only [hv, inner_zero_right]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ CompleteLattice.Independent V
state_after: no goals

tactic: apply CompleteLattice.independent_of_dfinsupp_lsum_injective
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ CompleteLattice.Independent V
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ Function.Injective ⇑((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype)

tactic: refine LinearMap.ker_eq_bot.mp ?_
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ Function.Injective ⇑((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype)
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) = ⊥

tactic: rw [Submodule.eq_bot_iff]
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) = ⊥
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ ∀ x ∈ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype), x = 0

tactic: intro v hv
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
⊢ ∀ x ∈ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype), x = 0
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : v ∈ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype)
⊢ v = 0

tactic: rw [LinearMap.mem_ker] at hv
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : v ∈ LinearMap.ker ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype)
⊢ v = 0
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
⊢ v = 0

tactic: ext i
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
⊢ v = 0
state_after: case h.h.a
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ↑(v i) = ↑(0 i)

tactic: suffices ⟪(v i : E), v i⟫ = 0 by simpa only [inner_self_eq_zero] using this
state_before: case h.h.a
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ↑(v i) = ↑(0 i)
state_after: case h.h.a
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ⟪↑(v i), ↑(v i)⟫_𝕜 = 0

tactic: calc
  ⟪(v i : E), v i⟫ = ⟪(v i : E), DFinsupp.lsum ℕ (fun i => (V i).subtype) v⟫ := by
    simpa only [DFinsupp.sumAddHom_apply, DFinsupp.lsum_apply_apply] using
      (hV.inner_right_dfinsupp v i (v i)).symm
  _ = 0 := by simp only [hv, inner_zero_right]
state_before: case h.h.a
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ⟪↑(v i), ↑(v i)⟫_𝕜 = 0
state_after: no goals

tactic: simpa only [inner_self_eq_zero] using this
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
this : ⟪↑(v i), ↑(v i)⟫_𝕜 = 0
⊢ ↑(v i) = ↑(0 i)
state_after: no goals

tactic: simpa only [DFinsupp.sumAddHom_apply, DFinsupp.lsum_apply_apply] using
  (hV.inner_right_dfinsupp v i (v i)).symm
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ⟪↑(v i), ↑(v i)⟫_𝕜 = ⟪↑(v i), ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v⟫_𝕜
state_after: no goals

tactic: simp only [hv, inner_zero_right]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
F : Type u_3
inst✝⁶ : _root_.RCLike 𝕜
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : InnerProductSpace 𝕜 E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F
ι : Type u_4
G : ι → Type u_5
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (G i)
inst✝ : (i : ι) → InnerProductSpace 𝕜 (G i)
V✝ : (i : ι) → G i →ₗᵢ[𝕜] E
hV✝ : OrthogonalFamily 𝕜 G V✝
dec_V : (i : ι) → (x : G i) → Decidable (x ≠ 0)
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
v : Π₀ (i : ι), ↥(V i)
hv : ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v = 0
i : ι
⊢ ⟪↑(v i), ((DFinsupp.lsum ℕ) fun i => (V i).subtype) v⟫_𝕜 = 0
state_after: no goals