Theorem hhcno 30266

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 3073	. 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 30202	. 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 29558	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑥 −ℎ 𝑤)))
5		normsub 29505	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (normℎ‘(𝑥 −ℎ 𝑤)) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
6	4, 5	eqtrd 2778	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
7	6	adantll 711	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)))
8	7	breq1d 5084	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 ↔ (normℎ‘(𝑤 −ℎ 𝑥)) < 𝑧))
9		ffvelrn 6959	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑡‘𝑥) ∈ ℋ)
10		ffvelrn 6959	. . . . . . . . . . . . . 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 29558	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑥) −ℎ (𝑡‘𝑤))))
13		normsub 29505	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑡‘𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑡‘𝑤) ∈ ℋ) → (normℎ‘((𝑡‘𝑥) −ℎ (𝑡‘𝑤))) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
14	12, 13	eqtrd 2778	. . . . . . . . . . . . 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 468	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑡‘𝑥)𝐷(𝑡‘𝑤)) = (normℎ‘((𝑡‘𝑤) −ℎ (𝑡‘𝑥))))
17	16	breq1d 5084	. . . . . . . . . 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 345	. . . . . . . . 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 3111	. . . . . . . 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 3226	. . . . . . 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 3112	. . . . . 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 3111	. . . . 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 575	. . . 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 29557	. . . . 5 ⊢ 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ)
25		hhcn.2	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
26	25, 25	metcn 23699	. . . . 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 689	. . . 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 29361	. . . . . 6 ⊢ ℋ ∈ V
29	28, 28	elmap 8659	. . . . 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	abbi2i 2879	. 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 2776	1 ⊢ ContOp = (𝐽 Cn 𝐽)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  {cab 2715  ∀wral 3064  ∃wrex 3065  {crab 3068   class class class wbr 5074   ∘ ccom 5593  ⟶wf 6429  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ↑_m cmap 8615   < clt 11009  ℝ⁺crp 12730  ∞Metcxmet 20582  MetOpencmopn 20587   Cn ccn 22375   ℋchba 29281  norm_ℎcno 29285   −_ℎ cmv 29287  ContOpccop 29308

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949  ax-addf 10950  ax-mulf 10951  ax-hilex 29361  ax-hfvadd 29362  ax-hvcom 29363  ax-hvass 29364  ax-hv0cl 29365  ax-hvaddid 29366  ax-hfvmul 29367  ax-hvmulid 29368  ax-hvmulass 29369  ax-hvdistr1 29370  ax-hvdistr2 29371  ax-hvmul0 29372  ax-hfi 29441  ax-his1 29444  ax-his2 29445  ax-his3 29446  ax-his4 29447

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-sup 9201  df-inf 9202  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-seq 13722  df-exp 13783  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-topgen 17154  df-psmet 20589  df-xmet 20590  df-met 20591  df-bl 20592  df-mopn 20593  df-top 22043  df-topon 22060  df-bases 22096  df-cn 22378  df-cnp 22379  df-grpo 28855  df-gid 28856  df-ginv 28857  df-gdiv 28858  df-ablo 28907  df-vc 28921  df-nv 28954  df-va 28957  df-ba 28958  df-sm 28959  df-0v 28960  df-vs 28961  df-nmcv 28962  df-ims 28963  df-hnorm 29330  df-hvsub 29333  df-cnop 30202

This theorem is referenced by:  hmopidmchi  30513