Theorem: DirectSum.IsInternal.isometryL2OfOrthogonalFamily_symm_apply
File: Mathlib/Analysis/InnerProductSpace/PiL2.lean

tactic: classical
  let e₁ := DirectSum.linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => V i
  let e₂ := LinearEquiv.ofBijective (DirectSum.coeLinearMap V) hV
  suffices ∀ v : ⨁ i, V i, e₂ v = ∑ i, e₁ v i by exact this (e₁.symm w)
  intro v
  simp [e₁, e₂, DirectSum.coeLinearMap, DirectSum.toModule, DFinsupp.lsum,
    DFinsupp.sumAddHom_apply]
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)
state_after: no goals

tactic: let e₁ := DirectSum.linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => V i
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)
state_after: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)

tactic: let e₂ := LinearEquiv.ofBijective (DirectSum.coeLinearMap V) hV
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)
state_after: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)

tactic: suffices ∀ v : ⨁ i, V i, e₂ v = ∑ i, e₁ v i by exact this (e₁.symm w)
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)
state_after: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
⊢ ∀ (v : ⨁ (i : ι), ↥(V i)), e₂ v = ∑ i : ι, ↑(e₁ v i)

tactic: intro v
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
⊢ ∀ (v : ⨁ (i : ι), ↥(V i)), e₂ v = ∑ i : ι, ↑(e₁ v i)
state_after: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
v : ⨁ (i : ι), ↥(V i)
⊢ e₂ v = ∑ i : ι, ↑(e₁ v i)

tactic: simp [e₁, e₂, DirectSum.coeLinearMap, DirectSum.toModule, DFinsupp.lsum,
  DFinsupp.sumAddHom_apply]
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
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inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
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F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
v : ⨁ (i : ι), ↥(V i)
⊢ e₂ v = ∑ i : ι, ↑(e₁ v i)
state_after: no goals

tactic: exact this (e₁.symm w)
state_before: ι : Type u_1
ι' : Type u_2
𝕜 : Type u_3
inst✝¹⁰ : _root_.RCLike 𝕜
E : Type u_4
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁸ : InnerProductSpace 𝕜 E
E' : Type u_5
inst✝⁷ : NormedAddCommGroup E'
inst✝⁶ : InnerProductSpace 𝕜 E'
F : Type u_6
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup F
inst✝⁴ : InnerProductSpace ℝ F
F' : Type u_7
inst✝³ : NormedAddCommGroup F'
inst✝² : InnerProductSpace ℝ F'
inst✝¹ : Fintype ι
inst✝ : DecidableEq ι
V : ι → Submodule 𝕜 E
hV : IsInternal V
hV' : OrthogonalFamily 𝕜 (fun i => ↥(V i)) fun i => (V i).subtypeₗᵢ
w : PiLp 2 fun i => ↥(V i)
e₁ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] (i : ι) → ↥(V i) := linearEquivFunOnFintype 𝕜 ι fun i => ↥(V i)
e₂ : (⨁ (i : ι), ↥(V i)) ≃ₗ[𝕜] E := LinearEquiv.ofBijective (coeLinearMap V) hV
this : ∀ (v : ⨁ (i : ι), ↥(V i)), e₂ v = ∑ i : ι, ↑(e₁ v i)
⊢ (hV.isometryL2OfOrthogonalFamily hV').symm w = ∑ i : ι, ↑(w i)
state_after: no goals