Theorem minvecolem5 30909

Description: Lemma for minveco 30912. Discharge the assumption about the sequence 𝐹 by applying countable choice ax-cc 10472. (Contributed by Mario Carneiro, 9-May-2014.) (Revised by AV, 4-Oct-2020.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
minveco.x	⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
minveco.m	⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
minveco.n	⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)
minveco.y	⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
minveco.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ CPreHilOLD)
minveco.w	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
minveco.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
minveco.d	⊢ 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
minveco.j	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
minveco.r	⊢ 𝑅 = ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
minveco.s	⊢ 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )

Assertion

Ref	Expression
minvecolem5	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑌 ∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐽   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝑅   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑊,𝑦   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑦)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem minvecolem5

Dummy variables 𝑛 𝑘 𝑤 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnrecgt0 12306	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → 0 < (1 / 𝑛))
2	1	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 < (1 / 𝑛))
3		nnrecre 12305	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
4	3	adantl 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
5		minveco.s	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )
6		minveco.x	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
7		minveco.m	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
8		minveco.n	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)
9		minveco.y	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
10		minveco.u	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ CPreHilOLD)
11		minveco.w	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
12		minveco.a	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
13		minveco.d	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
14		minveco.j	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
15		minveco.r	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 𝑅 = ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
16	6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15	minvecolem1 30902	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))
17	16	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))
18	17	simp1d 1141	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑅 ⊆ ℝ)
19	17	simp2d 1142	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑅 ≠ ∅)
20		0re 11260	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 0 ∈ ℝ
21	17	simp3d 1143	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤)
22		breq1 5150	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑥 ≤ 𝑤 ↔ 0 ≤ 𝑤))
23	22	ralbidv 3175	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑥 = 0 → (∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))
24	23	rspcev 3621	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤)
25	20, 21, 24	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤)
26		infrecl 12247	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
27	18, 19, 25, 26	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
28	5, 27	eqeltrid 2842	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑆 ∈ ℝ)
29	28	resqcld 14161	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆↑2) ∈ ℝ)
30	4, 29	ltaddposd 11844	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (0 < (1 / 𝑛) ↔ (𝑆↑2) < ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
31	2, 30	mpbid 232	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆↑2) < ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
32	29, 4	readdcld 11287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
33	28	sqge0d 14173	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝑆↑2))
34	29, 4, 33, 2	addgegt0d 11833	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 < ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
35	32, 34	elrpd 13071	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ+)
36	35	rpge0d 13078	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
37		resqrtth 15290	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2) = ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
38	32, 36, 37	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2) = ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
39	31, 38	breqtrrd 5175	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆↑2) < ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2))
40	35	rpsqrtcld 15446	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ∈ ℝ+)
41	40	rpred 13074	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ∈ ℝ)
42		0red 11261	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ)
43		infregelb 12249	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤) ∧ 0 ∈ ℝ) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))
44	18, 19, 25, 42, 43	syl31anc 1372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))
45	21, 44	mpbird 257	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
46	45, 5	breqtrrdi 5189	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑆)
47	32, 36	sqrtge0d 15455	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
48	28, 41, 46, 47	lt2sqd 14291	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆 < (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ↔ (𝑆↑2) < ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2)))
49	39, 48	mpbird 257	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑆 < (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
50	28, 41	ltnled 11405	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆 < (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ↔ ¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑆))
51	49, 50	mpbid 232	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑆)
52	5	breq2i 5155	. . . . . . . . 9 ⊢ ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑆 ↔ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
53		infregelb 12249	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ 𝑅 𝑥 ≤ 𝑤) ∧ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ∈ ℝ) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤))
54	18, 19, 25, 41, 53	syl31anc 1372	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤))
55	52, 54	bitrid 283	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑅 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤))
56	15	raleqi 3321	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑤 ∈ 𝑅 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤)
57		fvex 6919	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
58	57	rgenw 3062	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
59		eqid 2734	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))) = (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
60		breq2 5151	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑤 = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤 ↔ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
61	59, 60	ralrnmptw 7113	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V → (∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
62	58, 61	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
63	56, 62	bitri 275	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑤 ∈ 𝑅 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
64	55, 63	bitrdi 287	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
65	51, 64	mtbid 324	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ¬ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
66		rexnal 3097	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑌 ¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ↔ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
67	65, 66	sylibr 234	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 ¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
68	32	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
69		phnv 30842	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD → 𝑈 ∈ NrmCVec)
70	10, 69	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ NrmCVec)
71	70	ad2antrr 726	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝑈 ∈ NrmCVec)
72	12	ad2antrr 726	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝐴 ∈ 𝑋)
73		inss1 4244	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan) ⊆ (SubSp‘𝑈)
74	73, 11	sselid 3992	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈))
75		eqid 2734	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (SubSp‘𝑈) = (SubSp‘𝑈)
76	6, 9, 75	sspba 30755	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈)) → 𝑌 ⊆ 𝑋)
77	70, 74, 76	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ⊆ 𝑋)
78	77	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑌 ⊆ 𝑋)
79	78	sselda 3994	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝑦 ∈ 𝑋)
80	6, 7	nvmcl 30674	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝐴𝑀𝑦) ∈ 𝑋)
81	71, 72, 79, 80	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝐴𝑀𝑦) ∈ 𝑋)
82	6, 8	nvcl 30689	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑦) ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ ℝ)
83	71, 81, 82	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ ℝ)
84	83	resqcld 14161	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ∈ ℝ)
85	68, 84	letrid 11410	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ∨ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
86	85	ord 864	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (¬ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
87	41	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ∈ ℝ)
88	47	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 0 ≤ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
89	6, 8	nvge0 30701	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑦) ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
90	71, 81, 89	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
91	87, 83, 88, 90	le2sqd 14292	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ↔ ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
92	38	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2) = ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
93	92	breq1d 5157	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))↑2) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ↔ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
94	91, 93	bitrd 279	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ↔ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
95	94	notbid 318	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ↔ ¬ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ≤ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
96	6, 7, 8, 13	imsdval 30714	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝐴𝐷𝑦) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
97	71, 72, 79, 96	syl3anc 1370	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝐴𝐷𝑦) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
98	97	oveq1d 7445	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → ((𝐴𝐷𝑦)↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2))
99	98	breq1d 5157	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ↔ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
100	86, 95, 99	3imtr4d 294	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) → ((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
101	100	reximdva 3165	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∃𝑦 ∈ 𝑌 ¬ (√‘((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 ((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
102	67, 101	mpd 15	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 ((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
103	102	ralrimiva 3143	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ 𝑌 ((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
104	9	fvexi 6920	. . . 4 ⊢ 𝑌 ∈ V
105		nnenom 14017	. . . 4 ⊢ ℕ ≈ ω
106		oveq2 7438	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = (𝑓‘𝑛) → (𝐴𝐷𝑦) = (𝐴𝐷(𝑓‘𝑛)))
107	106	oveq1d 7445	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = (𝑓‘𝑛) → ((𝐴𝐷𝑦)↑2) = ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2))
108	107	breq1d 5157	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝑓‘𝑛) → (((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ↔ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
109	104, 105, 108	axcc4 10476	. . 3 ⊢ (∀𝑛 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ 𝑌 ((𝐴𝐷𝑦)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
110	103, 109	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛))))
111	10	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → 𝑈 ∈ CPreHilOLD)
112	11	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → 𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
113	12	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → 𝐴 ∈ 𝑋)
114		simprl 771	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → 𝑓:ℕ⟶𝑌)
115		simprr 773	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))
116		fveq2 6906	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → (𝑓‘𝑛) = (𝑓‘𝑘))
117	116	oveq2d 7446	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → (𝐴𝐷(𝑓‘𝑛)) = (𝐴𝐷(𝑓‘𝑘)))
118	117	oveq1d 7445	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) = ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑘))↑2))
119		oveq2 7438	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑘))
120	119	oveq2d 7446	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) = ((𝑆↑2) + (1 / 𝑘)))
121	118, 120	breq12d 5160	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → (((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ↔ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑘))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑘))))
122	121	rspccva 3620	. . . 4 ⊢ ((∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑘))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑘)))
123	115, 122	sylan 580	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑘))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑘)))
124		eqid 2734	. . 3 ⊢ (1 / (((((𝐴𝐷((⇝𝑡‘𝐽)‘𝑓)) + 𝑆) / 2)↑2) − (𝑆↑2))) = (1 / (((((𝐴𝐷((⇝𝑡‘𝐽)‘𝑓)) + 𝑆) / 2)↑2) − (𝑆↑2)))
125	6, 7, 8, 9, 111, 112, 113, 13, 14, 15, 5, 114, 123, 124	minvecolem4 30908	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓:ℕ⟶𝑌 ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐴𝐷(𝑓‘𝑛))↑2) ≤ ((𝑆↑2) + (1 / 𝑛)))) → ∃𝑥 ∈ 𝑌 ∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
126	110, 125	exlimddv 1932	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑌 ∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1536  ∃wex 1775   ∈ wcel 2105   ≠ wne 2937  ∀wral 3058  ∃wrex 3067  Vcvv 3477   ∩ cin 3961   ⊆ wss 3962  ∅c0 4338   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  ran crn 5689  ⟶wf 6558  ‘cfv 6562  (class class class)co 7430  infcinf 9478  ℝcr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   + caddc 11155   < clt 11292   ≤ cle 11293   − cmin 11489   / cdiv 11917  ℕcn 12263  2c2 12318  ↑cexp 14098  √csqrt 15268  MetOpencmopn 21371  ⇝_𝑡clm 23249  NrmCVeccnv 30612  BaseSetcba 30614   −_𝑣 cnsb 30617  norm_CVcnmcv 30618  IndMetcims 30619  SubSpcss 30749  CPreHil_OLDccphlo 30840  CBanccbn 30890

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-inf2 9678  ax-cc 10472  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-addf 11231  ax-mulf 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-iin 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-er 8743  df-map 8866  df-pm 8867  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-fi 9448  df-sup 9479  df-inf 9480  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xneg 13151  df-xadd 13152  df-xmul 13153  df-ico 13389  df-icc 13390  df-fl 13828  df-seq 14039  df-exp 14099  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-rest 17468  df-topgen 17489  df-psmet 21373  df-xmet 21374  df-met 21375  df-bl 21376  df-mopn 21377  df-fbas 21378  df-fg 21379  df-top 22915  df-topon 22932  df-bases 22968  df-cld 23042  df-ntr 23043  df-cls 23044  df-nei 23121  df-lm 23252  df-haus 23338  df-fil 23869  df-fm 23961  df-flim 23962  df-flf 23963  df-cfil 25302  df-cau 25303  df-cmet 25304  df-grpo 30521  df-gid 30522  df-ginv 30523  df-gdiv 30524  df-ablo 30573  df-vc 30587  df-nv 30620  df-va 30623  df-ba 30624  df-sm 30625  df-0v 30626  df-vs 30627  df-nmcv 30628  df-ims 30629  df-ssp 30750  df-ph 30841  df-cbn 30891

This theorem is referenced by:  minvecolem7  30911