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Theorem nmbdfnlbi 32531
Description: A lower bound for the norm of a bounded linear functional. (Contributed by NM, 25-Apr-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
nmbdfnlb.1 (𝑇 ∈ LinFn ∧ (normfn𝑇) ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
nmbdfnlbi (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))

Proof of Theorem nmbdfnlbi
StepHypRef Expression
1 fveq2 6879 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → (𝑇𝐴) = (𝑇‘0))
2 nmbdfnlb.1 . . . . . . . 8 (𝑇 ∈ LinFn ∧ (normfn𝑇) ∈ ℝ)
32simpli 489 . . . . . . 7 𝑇 ∈ LinFn
43lnfn0i 32524 . . . . . 6 (𝑇‘0) = 0
51, 4eqtrdi 2811 . . . . 5 (𝐴 = 0 → (𝑇𝐴) = 0)
65abs00bd 15379 . . . 4 (𝐴 = 0 → (abs‘(𝑇𝐴)) = 0)
7 0le0 12367 . . . . 5 0 ≤ 0
8 fveq2 6879 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → (norm𝐴) = (norm‘0))
9 norm0 31610 . . . . . . . 8 (norm‘0) = 0
108, 9eqtrdi 2811 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (norm𝐴) = 0)
1110oveq2d 7430 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → ((normfn𝑇) · (norm𝐴)) = ((normfn𝑇) · 0))
122simpri 491 . . . . . . . 8 (normfn𝑇) ∈ ℝ
1312recni 11248 . . . . . . 7 (normfn𝑇) ∈ ℂ
1413mul01i 11425 . . . . . 6 ((normfn𝑇) · 0) = 0
1511, 14eqtr2di 2812 . . . . 5 (𝐴 = 0 → 0 = ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
167, 15breqtrid 5142 . . . 4 (𝐴 = 0 → 0 ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
176, 16eqbrtrd 5127 . . 3 (𝐴 = 0 → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
1817adantl 487 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 = 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
193lnfnfi 32523 . . . . . . . . . 10 𝑇: ℋ⟶ℂ
2019ffvelcdmi 7077 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑇𝐴) ∈ ℂ)
2120abscld 15527 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℝ)
2221adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℝ)
2322recnd 11262 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℂ)
24 normcl 31607 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℝ)
2524adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ∈ ℝ)
2625recnd 11262 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ∈ ℂ)
27 normne0 31612 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm𝐴) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
2827biimpar 483 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ≠ 0)
2923, 26, 28divrec2d 12020 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) = ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))))
3025, 28rereccld 12067 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / (norm𝐴)) ∈ ℝ)
3130recnd 11262 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / (norm𝐴)) ∈ ℂ)
32 simpl 488 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℋ)
333lnfnmuli 32526 . . . . . . . 8 (((1 / (norm𝐴)) ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) = ((1 / (norm𝐴)) · (𝑇𝐴)))
3431, 32, 33syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) = ((1 / (norm𝐴)) · (𝑇𝐴)))
3534fveq2d 6883 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))) = (abs‘((1 / (norm𝐴)) · (𝑇𝐴))))
3620adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝑇𝐴) ∈ ℂ)
3731, 36absmuld 15545 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘((1 / (norm𝐴)) · (𝑇𝐴))) = ((abs‘(1 / (norm𝐴))) · (abs‘(𝑇𝐴))))
38 normgt0 31609 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℋ → (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 < (norm𝐴)))
3938biimpa 482 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 < (norm𝐴))
4025, 39recgt0d 12174 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 < (1 / (norm𝐴)))
41 0re 11235 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
42 ltle 11323 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ ∧ (1 / (norm𝐴)) ∈ ℝ) → (0 < (1 / (norm𝐴)) → 0 ≤ (1 / (norm𝐴))))
4341, 42mpan 703 . . . . . . . . 9 ((1 / (norm𝐴)) ∈ ℝ → (0 < (1 / (norm𝐴)) → 0 ≤ (1 / (norm𝐴))))
4430, 40, 43sylc 66 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 ≤ (1 / (norm𝐴)))
4530, 44absidd 15511 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(1 / (norm𝐴))) = (1 / (norm𝐴)))
4645oveq1d 7429 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(1 / (norm𝐴))) · (abs‘(𝑇𝐴))) = ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))))
4735, 37, 463eqtrrd 2800 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))) = (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))))
4829, 47eqtrd 2795 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) = (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))))
49 hvmulcl 31495 . . . . . 6 (((1 / (norm𝐴)) ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → ((1 / (norm𝐴)) · 𝐴) ∈ ℋ)
5031, 32, 49syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((1 / (norm𝐴)) · 𝐴) ∈ ℋ)
51 normcl 31607 . . . . . . 7 (((1 / (norm𝐴)) · 𝐴) ∈ ℋ → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ∈ ℝ)
5250, 51syl 18 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ∈ ℝ)
53 norm1 31731 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) = 1)
54 eqle 11337 . . . . . 6 (((norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ∈ ℝ ∧ (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) = 1) → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ≤ 1)
5552, 53, 54syl2anc 596 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ≤ 1)
56 nmfnlb 32406 . . . . . 6 ((𝑇: ℋ⟶ℂ ∧ ((1 / (norm𝐴)) · 𝐴) ∈ ℋ ∧ (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ≤ 1) → (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))) ≤ (normfn𝑇))
5719, 56mp3an1 1477 . . . . 5 ((((1 / (norm𝐴)) · 𝐴) ∈ ℋ ∧ (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) ≤ 1) → (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))) ≤ (normfn𝑇))
5850, 55, 57syl2anc 596 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))) ≤ (normfn𝑇))
5948, 58eqbrtrd 5127 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) ≤ (normfn𝑇))
6012a1i 11 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (normfn𝑇) ∈ ℝ)
61 ledivmul2 12119 . . . 4 (((abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℝ ∧ (normfn𝑇) ∈ ℝ ∧ ((norm𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (norm𝐴))) → (((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) ≤ (normfn𝑇) ↔ (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴))))
6222, 60, 25, 39, 61syl112anc 1401 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) ≤ (normfn𝑇) ↔ (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴))))
6359, 62mpbid 235 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
6418, 63pm2.61dane 3042 1 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955   class class class wbr 5103  wf 6529  cfv 6533  (class class class)co 7414  cc 11123  cr 11124  0cc0 11125  1c1 11126   · cmul 11130   < clt 11268  cle 11269   / cdiv 11896  abscabs 15322  chba 31401   · csm 31403  normcno 31405  0c0v 31406  normfncnmf 31433  LinFnclf 31436
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-pre-sup 11203  ax-hilex 31481  ax-hv0cl 31485  ax-hvaddid 31486  ax-hfvmul 31487  ax-hvmulid 31488  ax-hvmul0 31492  ax-hfi 31561  ax-his1 31564  ax-his3 31566  ax-his4 31567
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-er 8697  df-map 8829  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-sup 9413  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-rp 13044  df-seq 14067  df-exp 14127  df-cj 15187  df-re 15188  df-im 15189  df-sqrt 15323  df-abs 15324  df-hnorm 31450  df-nmfn 32327  df-lnfn 32330
This theorem is used by:  nmbdfnlb  32532
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