HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  cnlnadjlem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnlnadjlem7 30336
Description: Lemma for cnlnadji 30339. Helper lemma to show that 𝐹 is continuous. (Contributed by NM, 18-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
cnlnadjlem.1 𝑇 ∈ LinOp
cnlnadjlem.2 𝑇 ∈ ContOp
cnlnadjlem.3 𝐺 = (𝑔 ∈ ℋ ↦ ((𝑇𝑔) ·ih 𝑦))
cnlnadjlem.4 𝐵 = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤))
cnlnadjlem.5 𝐹 = (𝑦 ∈ ℋ ↦ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
cnlnadjlem7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑔,𝑤,𝑦,𝐴   𝑤,𝐹   𝑇,𝑔,𝑣,𝑤,𝑦   𝑣,𝐺,𝑤
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑦,𝑤,𝑣,𝑔)   𝐹(𝑦,𝑣,𝑔)   𝐺(𝑦,𝑔)

Proof of Theorem cnlnadjlem7
StepHypRef Expression
1 breq1 5073 . 2 ((norm‘(𝐹𝐴)) = 0 → ((norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ↔ 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴))))
2 cnlnadjlem.1 . . . . . . . . . 10 𝑇 ∈ LinOp
3 cnlnadjlem.2 . . . . . . . . . 10 𝑇 ∈ ContOp
4 cnlnadjlem.3 . . . . . . . . . 10 𝐺 = (𝑔 ∈ ℋ ↦ ((𝑇𝑔) ·ih 𝑦))
5 cnlnadjlem.4 . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝑤 ∈ ℋ ∀𝑣 ∈ ℋ ((𝑇𝑣) ·ih 𝑦) = (𝑣 ·ih 𝑤))
6 cnlnadjlem.5 . . . . . . . . . 10 𝐹 = (𝑦 ∈ ℋ ↦ 𝐵)
72, 3, 4, 5, 6cnlnadjlem4 30333 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℋ → (𝐹𝐴) ∈ ℋ)
82lnopfi 30232 . . . . . . . . . 10 𝑇: ℋ⟶ ℋ
98ffvelrni 6942 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ)
107, 9syl 17 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ)
11 hicl 29343 . . . . . . . 8 (((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) ∈ ℂ)
1210, 11mpancom 684 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) ∈ ℂ)
1312abscld 15076 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ∈ ℝ)
14 normcl 29388 . . . . . . . 8 ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
1510, 14syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
16 normcl 29388 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℝ)
1715, 16remulcld 10936 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
182, 3nmcopexi 30290 . . . . . . . 8 (normop𝑇) ∈ ℝ
19 normcl 29388 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
207, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
21 remulcl 10887 . . . . . . . 8 (((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ) → ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
2218, 20, 21sylancr 586 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
2322, 16remulcld 10936 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
24 bcs 29444 . . . . . . 7 (((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
2510, 24mpancom 684 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
26 normge0 29389 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ (norm𝐴))
272, 3nmcoplbi 30291 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ≤ ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))))
287, 27syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ≤ ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))))
2915, 22, 16, 26, 28lemul1ad 11844 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ≤ (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
3013, 17, 23, 25, 29letrd 11062 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
312, 3, 4, 5, 6cnlnadjlem5 30334 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (𝐹𝐴) ∈ ℋ) → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
327, 31mpdan 683 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
3332fveq2d 6760 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) = (abs‘((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴))))
34 hiidrcl 29358 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
357, 34syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
36 hiidge0 29361 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
377, 36syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
3835, 37absidd 15062 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴))) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
39 normsq 29397 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
407, 39syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
4120recnd 10934 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ)
4241sqvald 13789 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4340, 42eqtr3d 2780 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4433, 38, 433eqtrd 2782 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4516recnd 10934 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℂ)
4618recni 10920 . . . . . . 7 (normop𝑇) ∈ ℂ
47 mul32 11071 . . . . . . 7 (((normop𝑇) ∈ ℂ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ ∧ (norm𝐴) ∈ ℂ) → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4846, 47mp3an1 1446 . . . . . 6 (((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ ∧ (norm𝐴) ∈ ℂ) → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4941, 45, 48syl2anc 583 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5030, 44, 493brtr3d 5101 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5150adantr 480 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5220adantr 480 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
53 remulcl 10887 . . . . . 6 (((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ (norm𝐴) ∈ ℝ) → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
5418, 16, 53sylancr 586 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
5554adantr 480 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
56 normge0 29389 . . . . . . 7 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴)))
57 0re 10908 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
58 leltne 10995 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴))) → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
5957, 58mp3an1 1446 . . . . . . 7 (((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴))) → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
6019, 56, 59syl2anc 583 . . . . . 6 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
6160biimpar 477 . . . . 5 (((𝐹𝐴) ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → 0 < (norm‘(𝐹𝐴)))
627, 61sylan 579 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → 0 < (norm‘(𝐹𝐴)))
63 lemul1 11757 . . . 4 (((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ ∧ ((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 < (norm‘(𝐹𝐴)))) → ((norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ↔ ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴)))))
6452, 55, 52, 62, 63syl112anc 1372 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ↔ ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴)))))
6551, 64mpbird 256 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → (norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
66 nmopge0 30174 . . . . 5 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → 0 ≤ (normop𝑇))
678, 66ax-mp 5 . . . 4 0 ≤ (normop𝑇)
68 mulge0 11423 . . . 4 ((((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (normop𝑇)) ∧ ((norm𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm𝐴))) → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
6918, 67, 68mpanl12 698 . . 3 (((norm𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm𝐴)) → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
7016, 26, 69syl2anc 583 . 2 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
711, 65, 70pm2.61ne 3029 1 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1539  wcel 2108  wne 2942  wral 3063   class class class wbr 5070  cmpt 5153  wf 6414  cfv 6418  crio 7211  (class class class)co 7255  cc 10800  cr 10801  0cc0 10802   · cmul 10807   < clt 10940  cle 10941  2c2 11958  cexp 13710  abscabs 14873  chba 29182   ·ih csp 29185  normcno 29186  normopcnop 29208  ContOpccop 29209  LinOpclo 29210
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-inf2 9329  ax-cc 10122  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880  ax-addf 10881  ax-mulf 10882  ax-hilex 29262  ax-hfvadd 29263  ax-hvcom 29264  ax-hvass 29265  ax-hv0cl 29266  ax-hvaddid 29267  ax-hfvmul 29268  ax-hvmulid 29269  ax-hvmulass 29270  ax-hvdistr1 29271  ax-hvdistr2 29272  ax-hvmul0 29273  ax-hfi 29342  ax-his1 29345  ax-his2 29346  ax-his3 29347  ax-his4 29348  ax-hcompl 29465
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-oadd 8271  df-omul 8272  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-ixp 8644  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-fi 9100  df-sup 9131  df-inf 9132  df-oi 9199  df-card 9628  df-acn 9631  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-q 12618  df-rp 12660  df-xneg 12777  df-xadd 12778  df-xmul 12779  df-ioo 13012  df-ico 13014  df-icc 13015  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-fl 13440  df-seq 13650  df-exp 13711  df-hash 13973  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-clim 15125  df-rlim 15126  df-sum 15326  df-struct 16776  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-starv 16903  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-unif 16911  df-hom 16912  df-cco 16913  df-rest 17050  df-topn 17051  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-topgen 17071  df-pt 17072  df-prds 17075  df-xrs 17130  df-qtop 17135  df-imas 17136  df-xps 17138  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-submnd 18346  df-mulg 18616  df-cntz 18838  df-cmn 19303  df-psmet 20502  df-xmet 20503  df-met 20504  df-bl 20505  df-mopn 20506  df-fbas 20507  df-fg 20508  df-cnfld 20511  df-top 21951  df-topon 21968  df-topsp 21990  df-bases 22004  df-cld 22078  df-ntr 22079  df-cls 22080  df-nei 22157  df-cn 22286  df-cnp 22287  df-lm 22288  df-t1 22373  df-haus 22374  df-tx 22621  df-hmeo 22814  df-fil 22905  df-fm 22997  df-flim 22998  df-flf 22999  df-xms 23381  df-ms 23382  df-tms 23383  df-cfil 24324  df-cau 24325  df-cmet 24326  df-grpo 28756  df-gid 28757  df-ginv 28758  df-gdiv 28759  df-ablo 28808  df-vc 28822  df-nv 28855  df-va 28858  df-ba 28859  df-sm 28860  df-0v 28861  df-vs 28862  df-nmcv 28863  df-ims 28864  df-dip 28964  df-ssp 28985  df-ph 29076  df-cbn 29126  df-hnorm 29231  df-hba 29232  df-hvsub 29234  df-hlim 29235  df-hcau 29236  df-sh 29470  df-ch 29484  df-oc 29515  df-ch0 29516  df-nmop 30102  df-cnop 30103  df-lnop 30104  df-nmfn 30108  df-nlfn 30109  df-cnfn 30110  df-lnfn 30111
This theorem is referenced by:  cnlnadjlem8  30337  nmopadjlei  30351
  Copyright terms: Public domain W3C validator