Theorem hhcno 31848

Description: The continuous operators of Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2014.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
hhcn.1	⊢ 𝐷 = (normℎ ∘ −ℎ )
hhcn.2	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)

Assertion

Ref	Expression
hhcno	⊢ ContOp = (𝐽 Cn 𝐽)

Proof of Theorem hhcno

Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 𝑧 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rab 3395	. 2 ⊢ {𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)} = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦))}
2		df-cnop 31784	. 2 ⊢ ContOp = {𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)}
3		hhcn.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐷 = (normℎ ∘ −ℎ )
4	3	hilmetdval 31140	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑥 −ℎ 𝑤)))
5		normsub 31087	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (normℎ‘(𝑥 −ℎ 𝑤)) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
6	4, 5	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
7	6	adantll 714	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
8	7	breq1d 5102	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 ↔ (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧))
9		ffvelcdm 7015	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑡‘𝑥) ∈ ℋ)
10		ffvelcdm 7015	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ)
11	9, 10	anim12dan 619	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ))
12	3	hilmetdval 31140	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑥) −ℎ (𝑡‘𝑤))))
13		normsub 31087	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ) → (normℎ‘((𝑡‘𝑥) −ℎ (𝑡‘𝑤))) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
14	12, 13	eqtrd 2764	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
15	11, 14	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
16	15	anassrs 467	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
17	16	breq1d 5102	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦 ↔ (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦))
18	8, 17	imbi12d 344	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
19	18	ralbidva 3150	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
20	19	rexbidv 3153	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
21	20	ralbidv 3152	. . . . . 6 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
22	21	ralbidva 3150	. . . . 5 ⊢ (𝑡: ℋ⟶ ℋ → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
23	22	pm5.32i 574	. . . 4 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
24	3	hilxmet 31139	. . . . 5 ⊢ 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ)
25		hhcn.2	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
26	25, 25	metcn 24429	. . . . 5 ⊢ ((𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ)) → (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐽) ↔ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦))))
27	24, 24, 26	mp2an 692	. . . 4 ⊢ (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐽) ↔ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) < 𝑦)))
28		ax-hilex 30943	. . . . . 6 ⊢ ℋ ∈ V
29	28, 28	elmap 8798	. . . . 5 ⊢ (𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ↔ 𝑡: ℋ⟶ ℋ)
30	29	anbi1i 624	. . . 4 ⊢ ((𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
31	23, 27, 30	3bitr4i 303	. . 3 ⊢ (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐽) ↔ (𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦)))
32	31	eqabi 2863	. 2 ⊢ (𝐽 Cn 𝐽) = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℋ ((normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧 → (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))) < 𝑦))}
33	1, 2, 32	3eqtr4i 2762	1 ⊢ ContOp = (𝐽 Cn 𝐽)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  {cab 2707  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  {crab 3394   class class class wbr 5092   ∘ ccom 5623  ⟶wf 6478  ‘cfv 6482  (class class class)co 7349   ↑_m cmap 8753   < clt 11149  ℝ⁺crp 12893  ∞Metcxmet 21246  MetOpencmopn 21251   Cn ccn 23109   ℋchba 30863  norm_ℎcno 30867   −_ℎ cmv 30869  ContOpccop 30890

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 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087  ax-addf 11088  ax-mulf 11089  ax-hilex 30943  ax-hfvadd 30944  ax-hvcom 30945  ax-hvass 30946  ax-hv0cl 30947  ax-hvaddid 30948  ax-hfvmul 30949  ax-hvmulid 30950  ax-hvmulass 30951  ax-hvdistr1 30952  ax-hvdistr2 30953  ax-hvmul0 30954  ax-hfi 31023  ax-his1 31026  ax-his2 31027  ax-his3 31028  ax-his4 31029

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 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4859  df-iun 4943  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-er 8625  df-map 8755  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-sup 9332  df-inf 9333  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-n0 12385  df-z 12472  df-uz 12736  df-q 12850  df-rp 12894  df-xneg 13014  df-xadd 13015  df-xmul 13016  df-seq 13909  df-exp 13969  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-sqrt 15142  df-abs 15143  df-topgen 17347  df-psmet 21253  df-xmet 21254  df-met 21255  df-bl 21256  df-mopn 21257  df-top 22779  df-topon 22796  df-bases 22831  df-cn 23112  df-cnp 23113  df-grpo 30437  df-gid 30438  df-ginv 30439  df-gdiv 30440  df-ablo 30489  df-vc 30503  df-nv 30536  df-va 30539  df-ba 30540  df-sm 30541  df-0v 30542  df-vs 30543  df-nmcv 30544  df-ims 30545  df-hnorm 30912  df-hvsub 30915  df-cnop 31784

This theorem is referenced by:  hmopidmchi  32095