MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nvge0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nvge0 26703
Description: The norm of a normed complex vector space is nonnegative. Second part of Problem 2 of [Kreyszig] p. 64. (Contributed by NM, 28-Nov-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nvge0.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
nvge0.6 𝑁 = (normCV𝑈)
Assertion
Ref Expression
nvge0 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → 0 ≤ (𝑁𝐴))

Proof of Theorem nvge0
StepHypRef Expression
1 nvge0.1 . . . 4 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
2 nvge0.6 . . . 4 𝑁 = (normCV𝑈)
31, 2nvcl 26688 . . 3 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁𝐴) ∈ ℝ)
4 2re 10933 . . 3 2 ∈ ℝ
53, 4jctil 557 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (2 ∈ ℝ ∧ (𝑁𝐴) ∈ ℝ))
6 eqid 2605 . . . . . . . 8 (0vec𝑈) = (0vec𝑈)
76, 2nvz0 26697 . . . . . . 7 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑁‘(0vec𝑈)) = 0)
87adantr 479 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁‘(0vec𝑈)) = 0)
9 1pneg1e0 10972 . . . . . . . . . 10 (1 + -1) = 0
109oveq1i 6533 . . . . . . . . 9 ((1 + -1)( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = (0( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)
11 eqid 2605 . . . . . . . . . 10 ( ·𝑠OLD𝑈) = ( ·𝑠OLD𝑈)
121, 11, 6nv0 26658 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (0( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = (0vec𝑈))
1310, 12syl5req 2652 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (0vec𝑈) = ((1 + -1)( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))
14 neg1cn 10967 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℂ
15 ax-1cn 9846 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
16 eqid 2605 . . . . . . . . . . 11 ( +𝑣𝑈) = ( +𝑣𝑈)
171, 16, 11nvdir 26652 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (1 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋)) → ((1 + -1)( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = ((1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)))
1815, 17mp3anr1 1412 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (-1 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋)) → ((1 + -1)( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = ((1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)))
1914, 18mpanr1 714 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → ((1 + -1)( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = ((1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)))
201, 11nvsid 26648 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) = 𝐴)
2120oveq1d 6538 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → ((1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)) = (𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)))
2213, 19, 213eqtrd 2643 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (0vec𝑈) = (𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)))
2322fveq2d 6088 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁‘(0vec𝑈)) = (𝑁‘(𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))))
248, 23eqtr3d 2641 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → 0 = (𝑁‘(𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))))
251, 11nvscl 26647 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ -1 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋) → (-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) ∈ 𝑋)
2614, 25mp3an2 1403 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) ∈ 𝑋)
271, 16, 2nvtri 26699 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋 ∧ (-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴) ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))) ≤ ((𝑁𝐴) + (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))))
2826, 27mpd3an3 1416 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁‘(𝐴( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))) ≤ ((𝑁𝐴) + (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))))
2924, 28eqbrtrd 4595 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → 0 ≤ ((𝑁𝐴) + (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))))
301, 11, 2nvm1 26693 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴)) = (𝑁𝐴))
3130oveq2d 6539 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → ((𝑁𝐴) + (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))) = ((𝑁𝐴) + (𝑁𝐴)))
323recnd 9920 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁𝐴) ∈ ℂ)
33322timesd 11118 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (2 · (𝑁𝐴)) = ((𝑁𝐴) + (𝑁𝐴)))
3431, 33eqtr4d 2642 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → ((𝑁𝐴) + (𝑁‘(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝐴))) = (2 · (𝑁𝐴)))
3529, 34breqtrd 4599 . . 3 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → 0 ≤ (2 · (𝑁𝐴)))
36 2pos 10955 . . 3 0 < 2
3735, 36jctil 557 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (0 < 2 ∧ 0 ≤ (2 · (𝑁𝐴))))
38 prodge0 10715 . 2 (((2 ∈ ℝ ∧ (𝑁𝐴) ∈ ℝ) ∧ (0 < 2 ∧ 0 ≤ (2 · (𝑁𝐴)))) → 0 ≤ (𝑁𝐴))
395, 37, 38syl2anc 690 1 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → 0 ≤ (𝑁𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382   = wceq 1474  wcel 1975   class class class wbr 4573  cfv 5786  (class class class)co 6523  cc 9786  cr 9787  0cc0 9788  1c1 9789   + caddc 9791   · cmul 9793   < clt 9926  cle 9927  -cneg 10114  2c2 10913  NrmCVeccnv 26603   +𝑣 cpv 26604  BaseSetcba 26605   ·𝑠OLD cns 26606  0veccn0v 26607  normCVcnmcv 26609
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1711  ax-4 1726  ax-5 1825  ax-6 1873  ax-7 1920  ax-8 1977  ax-9 1984  ax-10 2004  ax-11 2019  ax-12 2031  ax-13 2228  ax-ext 2585  ax-rep 4689  ax-sep 4699  ax-nul 4708  ax-pow 4760  ax-pr 4824  ax-un 6820  ax-cnex 9844  ax-resscn 9845  ax-1cn 9846  ax-icn 9847  ax-addcl 9848  ax-addrcl 9849  ax-mulcl 9850  ax-mulrcl 9851  ax-mulcom 9852  ax-addass 9853  ax-mulass 9854  ax-distr 9855  ax-i2m1 9856  ax-1ne0 9857  ax-1rid 9858  ax-rnegex 9859  ax-rrecex 9860  ax-cnre 9861  ax-pre-lttri 9862  ax-pre-lttrn 9863  ax-pre-ltadd 9864  ax-pre-mulgt0 9865  ax-pre-sup 9866
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1866  df-eu 2457  df-mo 2458  df-clab 2592  df-cleq 2598  df-clel 2601  df-nfc 2735  df-ne 2777  df-nel 2778  df-ral 2896  df-rex 2897  df-reu 2898  df-rmo 2899  df-rab 2900  df-v 3170  df-sbc 3398  df-csb 3495  df-dif 3538  df-un 3540  df-in 3542  df-ss 3549  df-pss 3551  df-nul 3870  df-if 4032  df-pw 4105  df-sn 4121  df-pr 4123  df-tp 4125  df-op 4127  df-uni 4363  df-iun 4447  df-br 4574  df-opab 4634  df-mpt 4635  df-tr 4671  df-eprel 4935  df-id 4939  df-po 4945  df-so 4946  df-fr 4983  df-we 4985  df-xp 5030  df-rel 5031  df-cnv 5032  df-co 5033  df-dm 5034  df-rn 5035  df-res 5036  df-ima 5037  df-pred 5579  df-ord 5625  df-on 5626  df-lim 5627  df-suc 5628  df-iota 5750  df-fun 5788  df-fn 5789  df-f 5790  df-f1 5791  df-fo 5792  df-f1o 5793  df-fv 5794  df-riota 6485  df-ov 6526  df-oprab 6527  df-mpt2 6528  df-om 6931  df-1st 7032  df-2nd 7033  df-wrecs 7267  df-recs 7328  df-rdg 7366  df-er 7602  df-en 7815  df-dom 7816  df-sdom 7817  df-sup 8204  df-pnf 9928  df-mnf 9929  df-xr 9930  df-ltxr 9931  df-le 9932  df-sub 10115  df-neg 10116  df-div 10530  df-nn 10864  df-2 10922  df-3 10923  df-n0 11136  df-z 11207  df-uz 11516  df-rp 11661  df-seq 12615  df-exp 12674  df-cj 13629  df-re 13630  df-im 13631  df-sqrt 13765  df-abs 13766  df-grpo 26493  df-gid 26494  df-ginv 26495  df-ablo 26548  df-vc 26563  df-nv 26611  df-va 26614  df-ba 26615  df-sm 26616  df-0v 26617  df-nmcv 26619
This theorem is referenced by:  nvgt0  26704  smcnlem  26733  ipnm  26750  nmooge0  26808  nmoub3i  26814  siilem1  26892  siii  26894  ubthlem3  26914  minvecolem1  26916  minvecolem5  26923  minvecolem6  26924  htthlem  26960
  Copyright terms: Public domain W3C validator