HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  hhcnf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hhcnf 28892
Description: The continuous functionals of Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
hhcn.1 𝐷 = (norm ∘ − )
hhcn.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
hhcn.4 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
Assertion
Ref Expression
hhcnf ContFn = (𝐽 Cn 𝐾)

Proof of Theorem hhcnf
Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 𝑧 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-rab 2950 . 2 {𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)} = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))}
2 df-cnfn 28834 . 2 ContFn = {𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)}
3 hhcn.1 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐷 = (norm ∘ − )
43hilmetdval 28181 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑥 𝑤)))
5 normsub 28128 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (norm‘(𝑥 𝑤)) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
64, 5eqtrd 2685 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
76adantll 750 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
87breq1d 4695 . . . . . . . . . 10 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 ↔ (norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧))
9 ffvelrn 6397 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑡𝑥) ∈ ℂ)
10 ffvelrn 6397 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑡𝑤) ∈ ℂ)
119, 10anim12dan 900 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ))
12 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . 15 (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
1312cnmetdval 22621 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑥) − (𝑡𝑤))))
14 abssub 14110 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → (abs‘((𝑡𝑥) − (𝑡𝑤))) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1513, 14eqtrd 2685 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1611, 15syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1716anassrs 681 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1817breq1d 4695 . . . . . . . . . 10 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦 ↔ (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))
198, 18imbi12d 333 . . . . . . . . 9 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2019ralbidva 3014 . . . . . . . 8 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2120rexbidv 3081 . . . . . . 7 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∃𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2221ralbidv 3015 . . . . . 6 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2322ralbidva 3014 . . . . 5 (𝑡: ℋ⟶ℂ → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2423pm5.32i 670 . . . 4 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
253hilxmet 28180 . . . . 5 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ)
26 cnxmet 22623 . . . . 5 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
27 hhcn.2 . . . . . 6 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
28 hhcn.4 . . . . . . 7 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
2928cnfldtopn 22632 . . . . . 6 𝐾 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
3027, 29metcn 22395 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ) ∧ (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)) → (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦))))
3125, 26, 30mp2an 708 . . . 4 (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦)))
32 cnex 10055 . . . . . 6 ℂ ∈ V
33 ax-hilex 27984 . . . . . 6 ℋ ∈ V
3432, 33elmap 7928 . . . . 5 (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ↔ 𝑡: ℋ⟶ℂ)
3534anbi1i 731 . . . 4 ((𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
3624, 31, 353bitr4i 292 . . 3 (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
3736abbi2i 2767 . 2 (𝐽 Cn 𝐾) = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))}
381, 2, 373eqtr4i 2683 1 ContFn = (𝐽 Cn 𝐾)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  {cab 2637  wral 2941  wrex 2942  {crab 2945   class class class wbr 4685  ccom 5147  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  𝑚 cmap 7899  cc 9972   < clt 10112  cmin 10304  +crp 11870  abscabs 14018  TopOpenctopn 16129  ∞Metcxmt 19779  MetOpencmopn 19784  fldccnfld 19794   Cn ccn 21076  chil 27904  normcno 27908   cmv 27910  ContFnccnfn 27938
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054  ax-hilex 27984  ax-hfvadd 27985  ax-hvcom 27986  ax-hvass 27987  ax-hv0cl 27988  ax-hvaddid 27989  ax-hfvmul 27990  ax-hvmulid 27991  ax-hvmulass 27992  ax-hvdistr1 27993  ax-hvdistr2 27994  ax-hvmul0 27995  ax-hfi 28064  ax-his1 28067  ax-his2 28068  ax-his3 28069  ax-his4 28070
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-fz 12365  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-rest 16130  df-topn 16131  df-topgen 16151  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-bases 20798  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-grpo 27475  df-gid 27476  df-ginv 27477  df-gdiv 27478  df-ablo 27527  df-vc 27542  df-nv 27575  df-va 27578  df-ba 27579  df-sm 27580  df-0v 27581  df-vs 27582  df-nmcv 27583  df-ims 27584  df-hnorm 27953  df-hvsub 27956  df-cnfn 28834
This theorem is referenced by:  nlelchi  29048
  Copyright terms: Public domain W3C validator