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Theorem cdj3i 32470
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 32463 . . 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 32466 . . . 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 32469 . . . 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 1127 . 2 (∃𝑣 ∈ ℝ (0 < 𝑣 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦)))) → ((𝐴𝐵) = 0𝜑𝜓))
13 breq2 5152 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑓 → (0 < 𝑣 ↔ 0 < 𝑓))
14 oveq1 7438 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑓 → (𝑣 · (norm𝑢)) = (𝑓 · (norm𝑢)))
1514breq2d 5160 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑓 → ((norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢))))
1615ralbidv 3176 . . . . . . . . 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 3236 . . . . . . 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 5152 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑔 → (0 < 𝑣 ↔ 0 < 𝑔))
21 oveq1 7438 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑔 → (𝑣 · (norm𝑢)) = (𝑔 · (norm𝑢)))
2221breq2d 5160 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑔 → ((norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑣 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢))))
2322ralbidv 3176 . . . . . . . . 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 3236 . . . . . . 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 3227 . . . . 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 11747 . . . . . . . . 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 31393 . . . . . . . . . . 11 ((𝑡𝐴𝐵) → (𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵))
35 2fveq3 6912 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm‘(𝑆𝑢)) = (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))))
36 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm𝑢) = (norm‘(𝑡 + )))
3736oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (𝑓 · (norm𝑢)) = (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))))
3835, 37breq12d 5161 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 = (𝑡 + ) → ((norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
3938rspcv 3618 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑡 + ) ∈ (𝐴 + 𝐵) → (∀𝑢 ∈ (𝐴 + 𝐵)(norm‘(𝑆𝑢)) ≤ (𝑓 · (norm𝑢)) → (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
40 2fveq3 6912 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (norm‘(𝑇𝑢)) = (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))))
4136oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = (𝑡 + ) → (𝑔 · (norm𝑢)) = (𝑔 · (norm‘(𝑡 + ))))
4240, 41breq12d 5161 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 = (𝑡 + ) → ((norm‘(𝑇𝑢)) ≤ (𝑔 · (norm𝑢)) ↔ (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
4342rspcv 3618 . . . . . . . . . . . 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 31243 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑡𝐴𝑡 ∈ ℋ)
48 normcl 31154 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑡 ∈ ℋ → (norm𝑡) ∈ ℝ)
4947, 48syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡𝐴 → (norm𝑡) ∈ ℝ)
502sheli 31243 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℋ)
51 normcl 31154 . . . . . . . . . . . . . . 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 31041 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡 ∈ ℋ ∧ ∈ ℋ) → (𝑡 + ) ∈ ℋ)
5647, 50, 55syl2an 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵) → (𝑡 + ) ∈ ℋ)
57 normcl 31154 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡 + ) ∈ ℋ → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ)
5856, 57syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵) → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℝ)
59 remulcl 11238 . . . . . . . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . . . . . . . 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 11743 . . . . . . . . . . . 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 837 . . . . . . . . . . 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 32464 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (𝑆‘(𝑡 + )) = 𝑡)
6968fveq2d 6911 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) = (norm𝑡))
7069breq1d 5158 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((norm‘(𝑆‘(𝑡 + ))) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ (norm𝑡) ≤ (𝑓 · (norm‘(𝑡 + )))))
711, 2, 8cdj3lem3 32467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (𝑇‘(𝑡 + )) = )
7271fveq2d 6911 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑡𝐴𝐵 ∧ (𝐴𝐵) = 0) → (norm‘(𝑇‘(𝑡 + ))) = (norm))
7372breq1d 5158 . . . . . . . . . . . . . 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 1117 . . . . . . . . . . . 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 11243 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 ∈ ℝ → 𝑓 ∈ ℂ)
79 recn 11243 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑔 ∈ ℝ → 𝑔 ∈ ℂ)
8058recnd 11287 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡𝐴𝐵) → (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℂ)
81 adddir 11250 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓 ∈ ℂ ∧ 𝑔 ∈ ℂ ∧ (norm‘(𝑡 + )) ∈ ℂ) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
8278, 79, 80, 81syl3an 1159 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
83823expa 1117 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) ∧ (𝑡𝐴𝐵)) → ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 · (norm‘(𝑡 + ))) + (𝑔 · (norm‘(𝑡 + )))))
8483breq2d 5160 . . . . . . . . . . 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 3209 . . . . . . 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 11236 . . . . . . . . 9 ((𝑓 ∈ ℝ ∧ 𝑔 ∈ ℝ) → (𝑓 + 𝑔) ∈ ℝ)
90 breq2 5152 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (0 < 𝑣 ↔ 0 < (𝑓 + 𝑔)))
91 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑡 → (norm𝑥) = (norm𝑡))
9291oveq1d 7446 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑡 → ((norm𝑥) + (norm𝑦)) = ((norm𝑡) + (norm𝑦)))
93 fvoveq1 7454 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑡 → (norm‘(𝑥 + 𝑦)) = (norm‘(𝑡 + 𝑦)))
9493oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑡 → (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) = (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))))
9592, 94breq12d 5161 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑡 → (((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) ↔ ((norm𝑡) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦)))))
96 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = → (norm𝑦) = (norm))
9796oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = → ((norm𝑡) + (norm𝑦)) = ((norm𝑡) + (norm)))
98 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = → (𝑡 + 𝑦) = (𝑡 + ))
9998fveq2d 6911 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = → (norm‘(𝑡 + 𝑦)) = (norm‘(𝑡 + )))
10099oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = → (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))) = (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))))
10197, 100breq12d 5161 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = → (((norm𝑡) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + 𝑦))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + )))))
10295, 101cbvral2vw 3239 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑥𝐴𝑦𝐵 ((norm𝑥) + (norm𝑦)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑥 + 𝑦))) ↔ ∀𝑡𝐴𝐵 ((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))))
103 oveq1 7438 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))) = ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + ))))
104103breq2d 5160 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = (𝑓 + 𝑔) → (((norm𝑡) + (norm)) ≤ (𝑣 · (norm‘(𝑡 + ))) ↔ ((norm𝑡) + (norm)) ≤ ((𝑓 + 𝑔) · (norm‘(𝑡 + )))))
1051042ralbidv 3219 . . . . . . . . . . . . 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 3622 . . . . . . . . . 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 3211 . . . 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 1115 . 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 1537  wcel 2106  wral 3059  wrex 3068  cin 3962   class class class wbr 5148  cmpt 5231  cfv 6563  crio 7387  (class class class)co 7431  cc 11151  cr 11152  0cc0 11153   + caddc 11156   · cmul 11158   < clt 11293  cle 11294  chba 30948   + cva 30949  normcno 30952   S csh 30957   + cph 30960  0c0h 30964
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231  ax-hilex 31028  ax-hfvadd 31029  ax-hvcom 31030  ax-hvass 31031  ax-hv0cl 31032  ax-hvaddid 31033  ax-hfvmul 31034  ax-hvmulid 31035  ax-hvmulass 31036  ax-hvdistr1 31037  ax-hvdistr2 31038  ax-hvmul0 31039  ax-hfi 31108  ax-his1 31111  ax-his3 31113  ax-his4 31114
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9480  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-rp 13033  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-grpo 30522  df-ablo 30574  df-hnorm 30997  df-hvsub 31000  df-sh 31236  df-ch0 31282  df-shs 31337
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