English
If p is idempotent in a C*-algebra, then p is a projection (self-adjoint) precisely when p is normal.
Русский
Если p является идемпотентом в C*-алгебре, тогда p является проекцией (сам-соответствующая) тогда и только тогда, когда p нормальна.
LaTeX
$$$$\text{IsSelfAdjoint}(p) \iff \text{IsStarNormal}(p) \quad\text{given } p^2 = p.$$$$
Lean4
/-- An idempotent element in a non-unital C⋆-algebra is self-adjoint iff it is normal. -/
theorem isSelfAdjoint_iff_isStarNormal {p : A} (hp : IsIdempotentElem p) : IsSelfAdjoint p ↔ IsStarNormal p :=
by
simp only [isSelfAdjoint_iff_isStarNormal_and_quasispectrumRestricts, QuasispectrumRestricts.real_iff,
and_iff_left_iff_imp]
intro h x hx
rcases hp.quasispectrum_subset hx with (hx | hx) <;> simp [Set.mem_singleton_iff.mp hx]