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

Theorem cnlnadjlem7 32395
Description: Lemma for cnlnadji 32398. 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 5117 . 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 32392 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℋ → (𝐹𝐴) ∈ ℋ)
82lnopfi 32291 . . . . . . . . . 10 𝑇: ℋ⟶ ℋ
98ffvelcdmi 7082 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ)
107, 9syl 18 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ)
11 hicl 31402 . . . . . . . 8 (((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) ∈ ℂ)
1210, 11mpancom 700 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) ∈ ℂ)
1312abscld 15493 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ∈ ℝ)
14 normcl 31447 . . . . . . . 8 ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
1510, 14syl 18 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
16 normcl 31447 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℝ)
1715, 16remulcld 11242 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
182, 3nmcopexi 32349 . . . . . . . 8 (normop𝑇) ∈ ℝ
19 normcl 31447 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
207, 19syl 18 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
21 remulcl 11188 . . . . . . . 8 (((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ) → ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
2218, 20, 21sylancr 598 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) ∈ ℝ)
2322, 16remulcld 11242 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
24 bcs 31503 . . . . . . 7 (((𝑇‘(𝐹𝐴)) ∈ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
2510, 24mpancom 700 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
26 normge0 31448 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ (norm𝐴))
272, 3nmcoplbi 32350 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ≤ ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))))
287, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) ≤ ((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))))
2915, 22, 16, 26, 28lemul1ad 12157 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝑇‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) ≤ (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
3013, 17, 23, 25, 29letrd 11370 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) ≤ (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)))
312, 3, 4, 5, 6cnlnadjlem5 32393 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (𝐹𝐴) ∈ ℋ) → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
327, 31mpdan 699 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
3332fveq2d 6889 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) = (abs‘((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴))))
34 hiidrcl 31417 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
357, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
36 hiidge0 31420 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
377, 36syl 18 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
3835, 37absidd 15477 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴))) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
39 normsq 31456 . . . . . . . 8 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
407, 39syl 18 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)))
4120recnd 11240 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ)
4241sqvald 14182 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴))↑2) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4340, 42eqtr3d 2807 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → ((𝐹𝐴) ·ih (𝐹𝐴)) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4433, 38, 433eqtrd 2809 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘((𝑇‘(𝐹𝐴)) ·ih 𝐴)) = ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4516recnd 11240 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℂ)
4618recni 11226 . . . . . . 7 (normop𝑇) ∈ ℂ
47 mul32 11379 . . . . . . 7 (((normop𝑇) ∈ ℂ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ ∧ (norm𝐴) ∈ ℂ) → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4846, 47mp3an1 1475 . . . . . 6 (((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℂ ∧ (norm𝐴) ∈ ℂ) → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
4941, 45, 48syl2anc 595 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → (((normop𝑇) · (norm‘(𝐹𝐴))) · (norm𝐴)) = (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5030, 44, 493brtr3d 5147 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5150adantr 485 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))))
5220adantr 485 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ)
53 remulcl 11188 . . . . . 6 (((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ (norm𝐴) ∈ ℝ) → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
5418, 16, 53sylancr 598 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℋ → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
5554adantr 485 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ∈ ℝ)
56 normge0 31448 . . . . . . 7 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴)))
57 0re 11213 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
58 leltne 11302 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℝ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴))) → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
5957, 58mp3an1 1475 . . . . . . 7 (((norm‘(𝐹𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm‘(𝐹𝐴))) → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
6019, 56, 59syl2anc 595 . . . . . 6 ((𝐹𝐴) ∈ ℋ → (0 < (norm‘(𝐹𝐴)) ↔ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0))
6160biimpar 482 . . . . 5 (((𝐹𝐴) ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → 0 < (norm‘(𝐹𝐴)))
627, 61sylan 591 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → 0 < (norm‘(𝐹𝐴)))
63 lemul1 12070 . . . 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 1399 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → ((norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)) ↔ ((norm‘(𝐹𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴))) ≤ (((normop𝑇) · (norm𝐴)) · (norm‘(𝐹𝐴)))))
6551, 64mpbird 260 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm‘(𝐹𝐴)) ≠ 0) → (norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
66 nmopge0 32233 . . . . 5 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → 0 ≤ (normop𝑇))
678, 66ax-mp 5 . . . 4 0 ≤ (normop𝑇)
68 mulge0 11735 . . . 4 ((((normop𝑇) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (normop𝑇)) ∧ ((norm𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm𝐴))) → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
6918, 67, 68mpanl12 714 . . 3 (((norm𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (norm𝐴)) → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
7016, 26, 69syl2anc 595 . 2 (𝐴 ∈ ℋ → 0 ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
711, 65, 70pm2.61ne 3050 1 (𝐴 ∈ ℋ → (norm‘(𝐹𝐴)) ≤ ((normop𝑇) · (norm𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1568  wcel 2150  wne 2965  wral 3086   class class class wbr 5114  cmpt 5197  wf 6536  cfv 6540  crio 7370  (class class class)co 7414  cc 11101  cr 11102  0cc0 11103   · cmul 11108   < clt 11246  cle 11247  2c2 12298  cexp 14100  abscabs 15288  chba 31241   ·ih csp 31244  normcno 31245  normopcnop 31267  ContOpccop 31268  LinOpclo 31269
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2152  ax-9 2160  ax-10 2183  ax-11 2199  ax-12 2220  ax-ext 2742  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5340  ax-pr 5408  ax-un 7736  ax-inf2 9613  ax-cc 10422  ax-cnex 11159  ax-resscn 11160  ax-1cn 11161  ax-icn 11162  ax-addcl 11163  ax-addrcl 11164  ax-mulcl 11165  ax-mulrcl 11166  ax-mulcom 11167  ax-addass 11168  ax-mulass 11169  ax-distr 11170  ax-i2m1 11171  ax-1ne0 11172  ax-1rid 11173  ax-rnegex 11174  ax-rrecex 11175  ax-cnre 11176  ax-pre-lttri 11177  ax-pre-lttrn 11178  ax-pre-ltadd 11179  ax-pre-mulgt0 11180  ax-pre-sup 11181  ax-addf 11182  ax-mulf 11183  ax-hilex 31321  ax-hfvadd 31322  ax-hvcom 31323  ax-hvass 31324  ax-hv0cl 31325  ax-hvaddid 31326  ax-hfvmul 31327  ax-hvmulid 31328  ax-hvmulass 31329  ax-hvdistr1 31330  ax-hvdistr2 31331  ax-hvmul0 31332  ax-hfi 31401  ax-his1 31404  ax-his2 31405  ax-his3 31406  ax-his4 31407  ax-hcompl 31524
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2099  df-mo 2574  df-eu 2604  df-clab 2749  df-cleq 2762  df-clel 2845  df-nfc 2919  df-ne 2966  df-nel 3072  df-ral 3087  df-rex 3097  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3464  df-sbc 3753  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5560  df-eprel 5565  df-po 5573  df-so 5574  df-fr 5618  df-se 5619  df-we 5620  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7678  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-supp 8160  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-oadd 8460  df-omul 8461  df-er 8697  df-map 8829  df-pm 8830  df-ixp 8899  df-en 8947  df-dom 8948  df-sdom 8949  df-fin 8950  df-fsupp 9325  df-fi 9374  df-sup 9405  df-inf 9406  df-oi 9475  df-card 9928  df-acn 9931  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11875  df-nn 12237  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12508  df-z 12595  df-dec 12715  df-uz 12866  df-q 12976  df-rp 13020  df-xneg 13140  df-xadd 13141  df-xmul 13142  df-ioo 13379  df-ico 13381  df-icc 13382  df-fz 13539  df-fzo 13686  df-fl 13828  df-seq 14041  df-exp 14101  df-hash 14370  df-cj 15153  df-re 15154  df-im 15155  df-sqrt 15289  df-abs 15290  df-clim 15542  df-rlim 15543  df-sum 15741  df-struct 17210  df-sets 17227  df-slot 17245  df-ndx 17257  df-base 17273  df-ress 17294  df-plusg 17326  df-mulr 17327  df-starv 17328  df-sca 17329  df-vsca 17330  df-ip 17331  df-tset 17332  df-ple 17333  df-ds 17335  df-unif 17336  df-hom 17337  df-cco 17338  df-rest 17478  df-topn 17479  df-0g 17497  df-gsum 17498  df-topgen 17499  df-pt 17500  df-prds 17503  df-xrs 17559  df-qtop 17564  df-imas 17565  df-xps 17567  df-mre 17641  df-mrc 17642  df-acs 17644  df-mgm 18701  df-sgrp 18780  df-mnd 18796  df-submnd 18845  df-mulg 19137  df-cntz 19390  df-cmn 19855  df-psmet 21497  df-xmet 21498  df-met 21499  df-bl 21500  df-mopn 21501  df-fbas 21502  df-fg 21503  df-cnfld 21506  df-top 23034  df-topon 23051  df-topsp 23073  df-bases 23086  df-cld 23159  df-ntr 23160  df-cls 23161  df-nei 23238  df-cn 23367  df-cnp 23368  df-lm 23369  df-t1 23454  df-haus 23455  df-tx 23702  df-hmeo 23895  df-fil 23986  df-fm 24078  df-flim 24079  df-flf 24080  df-xms 24460  df-ms 24461  df-tms 24462  df-cfil 25397  df-cau 25398  df-cmet 25399  df-grpo 30815  df-gid 30816  df-ginv 30817  df-gdiv 30818  df-ablo 30867  df-vc 30881  df-nv 30914  df-va 30917  df-ba 30918  df-sm 30919  df-0v 30920  df-vs 30921  df-nmcv 30922  df-ims 30923  df-dip 31023  df-ssp 31044  df-ph 31135  df-cbn 31185  df-hnorm 31290  df-hba 31291  df-hvsub 31293  df-hlim 31294  df-hcau 31295  df-sh 31529  df-ch 31543  df-oc 31574  df-ch0 31575  df-nmop 32161  df-cnop 32162  df-lnop 32163  df-nmfn 32167  df-nlfn 32168  df-cnfn 32169  df-lnfn 32170
This theorem is referenced by:  cnlnadjlem8  32396  nmopadjlei  32410
  Copyright terms: Public domain W3C validator