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Theorem cdj3i 32420
Description: Two ways to express "𝐴 and 𝐵 are completely disjoint subspaces." (1) <=> (3) in Lemma 5 of [Holland] p. 1520. (Contributed by NM, 1-Jun-2005.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
cdj3.1 𝐴S
cdj3.2 𝐵S
cdj3.3 𝑆 = (𝑥 ∈ (𝐴 + 𝐵) ↦ (𝑧𝐴𝑤𝐵 𝑥 = (𝑧 + 𝑤)))
cdj3.4 𝑇 = (𝑥 ∈ (𝐴 + 𝐵) ↦ (𝑤𝐵𝑧𝐴 𝑥 = (𝑧 + 𝑤)))
cdj3.5 (𝜑 ↔ ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
cdj3.6 (𝜓 ↔ ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
Assertion
Ref Expression
cdj3i (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) ↔ ((𝐴𝐵) = 0𝜑𝜓))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑢,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑢   𝑣,𝑆,𝑢   𝑣,𝑇,𝑢
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑢)   𝜓(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑢)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)   𝑇(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)

Proof of Theorem cdj3i
Dummy variables 𝑡 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cdj3.1 . . . 4 𝐴S
2 cdj3.2 . . . 4 𝐵S
31, 2cdj3lem1 32413 . . 3 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → (𝐴𝐵) = 0)
4 cdj3.3 . . . . 5 𝑆 = (𝑥 ∈ (𝐴 + 𝐵) ↦ (𝑧𝐴𝑤𝐵 𝑥 = (𝑧 + 𝑤)))
51, 2, 4cdj3lem2b 32416 . . . 4 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
6 cdj3.5 . . . 4 (𝜑 ↔ ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
75, 6sylibr 234 . . 3 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → 𝜑)
8 cdj3.4 . . . . 5 𝑇 = (𝑥 ∈ (𝐴 + 𝐵) ↦ (𝑤𝐵𝑧𝐴 𝑥 = (𝑧 + 𝑤)))
91, 2, 8cdj3lem3b 32419 . . . 4 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
10 cdj3.6 . . . 4 (𝜓 ↔ ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))))
119, 10sylibr 234 . . 3 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → 𝜓)
123, 7, 113jca 1128 . 2 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → ((𝐴𝐵) = 0𝜑𝜓))
13 breq2 5106 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑓 → (0 < 𝑣 ↔ 0 < 𝑓))
14 oveq1 7376 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑓 → (𝑣 · (norm𝑢)) = (𝑓 · (norm𝑢)))
1514breq2d 5114 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑓 → ((norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))))
1615ralbidv 3156 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑓 → (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))))
1713, 16anbi12d 632 . . . . . . . 8 (𝑣 = 𝑓 → ((0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))) ↔ (0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)))))
1817cbvrexvw 3214 . . . . . . 7 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))) ↔ ∃𝑓 ∈ ℝ (0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))))
196, 18bitri 275 . . . . . 6 (𝜑 ↔ ∃𝑓 ∈ ℝ (0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))))
20 breq2 5106 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑔 → (0 < 𝑣 ↔ 0 < 𝑔))
21 oveq1 7376 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑔 → (𝑣 · (norm𝑢)) = (𝑔 · (norm𝑢)))
2221breq2d 5114 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑔 → ((norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))))
2322ralbidv 3156 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑔 → (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))))
2420, 23anbi12d 632 . . . . . . . 8 (𝑣 = 𝑔 → ((0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))) ↔ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))))
2524cbvrexvw 3214 . . . . . . 7 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢))) ↔ ∃𝑔 ∈ ℝ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))))
2610, 25bitri 275 . . . . . 6 (𝜓 ↔ ∃𝑔 ∈ ℝ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))))
2719, 26anbi12i 628 . . . . 5 ((𝜑𝜓) ↔ (∃𝑓 ∈ ℝ (0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ ∃𝑔 ∈ ℝ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))))
28 reeanv 3207 . . . . 5 (∃𝑓 ∈ ℝ ∃𝑔 ∈ ℝ ((0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))) ↔ (∃𝑓 ∈ ℝ (0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ ∃𝑔 ∈ ℝ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))))
2927, 28bitr4i 278 . . . 4 ((𝜑𝜓) ↔ ∃𝑓 ∈ ℝ ∃𝑔 ∈ ℝ ((0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))))
30 an4 656 . . . . . 6 (((0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))) ↔ ((0 < 𝑓 ∧ 0 < 𝑔) ∧ (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))))
31 addgt0 11640 . . . . . . . . 9 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (0 < 𝑓 ∧ 0 < 𝑔)) → 0 < (𝑓 + 𝑔))
3231ex 412 . . . . . . . 8 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) → ((0 < 𝑓 ∧ 0 < 𝑔) → 0 < (𝑓 + 𝑔)))
3332adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → ((0 < 𝑓 ∧ 0 < 𝑔) → 0 < (𝑓 + 𝑔)))
341, 2shsvai 31343 . . . . . . . . . . 11 ((𝑡𝐴𝐵) → (𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵))
35 2fveq3 6845 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm‘(𝑆𝑢)) = (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))))
36 fveq2 6840 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm𝑢) = (norm‘(𝑡 + )))
3736oveq2d 7385 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (𝑓 · (norm𝑢)) = (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))))
3835, 37breq12d 5115 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 = (𝑡 + ) → ((norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
3938rspcv 3581 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵) → (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) → (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
40 2fveq3 6845 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm‘(𝑇𝑢)) = (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))))
4136oveq2d 7385 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (𝑔 · (norm𝑢)) = (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))
4240, 41breq12d 5115 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 = (𝑡 + ) → ((norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
4342rspcv 3581 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵) → (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)) → (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
4439, 43anim12d 609 . . . . . . . . . . 11 ((𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵) → ((∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))) → ((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
4534, 44syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑡𝐴𝐵) → ((∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))) → ((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
4645adantl 481 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))) → ((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
471sheli 31193 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑡𝐴𝑡 ∈ ℋ)
48 normcl 31104 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑡 ∈ ℋ → (norm𝑡) ∈ ℝ)
4947, 48syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡𝐴 → (norm𝑡) ∈ ℝ)
502sheli 31193 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℋ)
51 normcl 31104 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( ∈ ℋ → (norm) ∈ ℝ)
5250, 51syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 → (norm) ∈ ℝ)
5349, 52anim12i 613 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑡𝐴𝐵) → ((norm𝑡) ∈ ℝ ∧ (norm) ∈ ℝ))
5453adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((norm𝑡) ∈ ℝ ∧ (norm) ∈ ℝ))
55 hvaddcl 30991 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡 ∈ ℋ ∧ ∈ ℋ) → (𝑡 + ) ∈ ℋ)
5647, 50, 55syl2an 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵) → (𝑡 + ) ∈ ℋ)
57 normcl 31104 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡 + ) ∈ ℋ → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ)
5856, 57syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵) → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ)
59 remulcl 11129 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ) → (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
6058, 59sylan2 593 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
6160adantlr 715 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
62 remulcl 11129 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑔 ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ) → (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
6358, 62sylan2 593 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑔 ∈ ℝ ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
6463adantll 714 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)
65 le2add 11636 . . . . . . . . . . . 12 ((((norm𝑡) ∈ ℝ ∧ (norm) ∈ ℝ) ∧ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ ∧ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))) ∈ ℝ)) → (((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) → ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
6654, 61, 64, 65syl12anc 836 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) → ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
6766adantll 714 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) → ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
681, 2, 4cdj3lem2 32414 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (𝑆‘(𝑡 + )) = 𝑡)
6968fveq2d 6844 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) = (norm𝑡))
7069breq1d 5112 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ (norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
711, 2, 8cdj3lem3 32417 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (𝑇‘(𝑡 + )) = )
7271fveq2d 6844 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) = (norm))
7372breq1d 5112 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
7470, 73anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) ↔ ((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
75743expa 1118 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑡𝐴𝐵) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) ↔ ((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
7675ancoms 458 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) ↔ ((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
7776adantlr 715 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) ↔ ((norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
78 recn 11134 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 ∈ ℝ → 𝑓 ∈ ℂ)
79 recn 11134 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑔 ∈ ℝ → 𝑔 ∈ ℂ)
8058recnd 11178 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵) → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℂ)
81 adddir 11141 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓 ∈ ℂ ∧ 𝑔 ∈ ℂ ∧ (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℂ) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
8278, 79, 80, 81syl3an 1160 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
83823expa 1118 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
8483breq2d 5114 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
8584adantll 714 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))))
8667, 77, 853imtr4d 294 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → (((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ∧ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))) → ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
8746, 86syld 47 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))) → ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
8887ralrimdvva 3190 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → ((∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))) → ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
89 readdcl 11127 . . . . . . . . 9 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) → (𝑓 + 𝑔) ∈ ℝ)
90 breq2 5106 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (0 < 𝑣 ↔ 0 < (𝑓 + 𝑔)))
91 fveq2 6840 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑡 → (norm𝑥) = (norm𝑡))
9291oveq1d 7384 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑡 → ((norm𝑥) + (norm𝑦)) = ((norm𝑡) + (norm𝑦)))
93 fvoveq1 7392 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑡 → (norm‘(𝑥 + 𝑦)) = (norm‘(𝑡 + 𝑦)))
9493oveq2d 7385 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑡 → (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) = (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))))
9592, 94breq12d 5115 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑡 → (((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) ↔ ((norm𝑡) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦)))))
96 fveq2 6840 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = → (norm𝑦) = (norm))
9796oveq2d 7385 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = → ((norm𝑡) + (norm𝑦)) = ((norm𝑡) + (norm)))
98 oveq2 7377 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = → (𝑡 + 𝑦) = (𝑡 + ))
9998fveq2d 6844 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = → (norm‘(𝑡 + 𝑦)) = (norm‘(𝑡 + )))
10099oveq2d 7385 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = → (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))) = (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))))
10197, 100breq12d 5115 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = → (((norm𝑡) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + )))))
10295, 101cbvral2vw 3217 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) ↔ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))))
103 oveq1 7376 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))))
104103breq2d 5114 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
1051042ralbidv 3199 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
106102, 105bitrid 283 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) ↔ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
10790, 106anbi12d 632 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → ((0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) ↔ (0 < (𝑓 + 𝑔) ∧ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))))))
108107rspcev 3585 . . . . . . . . . 10 (((𝑓 + 𝑔) ∈ ℝ ∧ (0 < (𝑓 + 𝑔) ∧ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))))
109108ex 412 . . . . . . . . 9 ((𝑓 + 𝑔) ∈ ℝ → ((0 < (𝑓 + 𝑔) ∧ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
11089, 109syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) → ((0 < (𝑓 + 𝑔) ∧ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
111110adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → ((0 < (𝑓 + 𝑔) ∧ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
11233, 88, 111syl2and 608 . . . . . 6 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → (((0 < 𝑓 ∧ 0 < 𝑔) ∧ (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
11330, 112biimtrid 242 . . . . 5 (((𝐴𝐵) = 0 ∧ (𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ)) → (((0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
114113rexlimdvva 3192 . . . 4 ((𝐴𝐵) = 0 → (∃𝑓 ∈ ℝ ∃𝑔 ∈ ℝ ((0 < 𝑓 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))) ∧ (0 < 𝑔 ∧ ∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)))) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
11529, 114biimtrid 242 . . 3 ((𝐴𝐵) = 0 → ((𝜑𝜓) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))))))
1161153impib 1116 . 2 (((𝐴𝐵) = 0𝜑𝜓) → ∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))))
11712, 116impbii 209 1 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) ↔ ((𝐴𝐵) = 0𝜑𝜓))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  wrex 3053  cin 3910   class class class wbr 5102  cmpt 5183  cfv 6499  crio 7325  (class class class)co 7369  cc 11042  cr 11043  0cc0 11044   + caddc 11047   · cmul 11049   < clt 11184  cle 11185  chba 30898   + cva 30899  normcno 30902   S csh 30907   + cph 30910  0c0h 30914
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121  ax-pre-sup 11122  ax-hilex 30978  ax-hfvadd 30979  ax-hvcom 30980  ax-hvass 30981  ax-hv0cl 30982  ax-hvaddid 30983  ax-hfvmul 30984  ax-hvmulid 30985  ax-hvmulass 30986  ax-hvdistr1 30987  ax-hvdistr2 30988  ax-hvmul0 30989  ax-hfi 31058  ax-his1 31061  ax-his3 31063  ax-his4 31064
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-er 8648  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-sup 9369  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-n0 12419  df-z 12506  df-uz 12770  df-rp 12928  df-seq 13943  df-exp 14003  df-cj 15041  df-re 15042  df-im 15043  df-sqrt 15177  df-abs 15178  df-grpo 30472  df-ablo 30524  df-hnorm 30947  df-hvsub 30950  df-sh 31186  df-ch0 31232  df-shs 31287
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