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Theorem nmbdfnlbi 32474
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 6885 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → (𝑇𝐴) = (𝑇‘0))
2 nmbdfnlb.1 . . . . . . . 8 (𝑇 ∈ LinFn ∧ (normfn𝑇) ∈ ℝ)
32simpli 489 . . . . . . 7 𝑇 ∈ LinFn
43lnfn0i 32467 . . . . . 6 (𝑇‘0) = 0
51, 4eqtrdi 2816 . . . . 5 (𝐴 = 0 → (𝑇𝐴) = 0)
65abs00bd 15368 . . . 4 (𝐴 = 0 → (abs‘(𝑇𝐴)) = 0)
7 0le0 12359 . . . . 5 0 ≤ 0
8 fveq2 6885 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → (norm𝐴) = (norm‘0))
9 norm0 31553 . . . . . . . 8 (norm‘0) = 0
108, 9eqtrdi 2816 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (norm𝐴) = 0)
1110oveq2d 7435 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → ((normfn𝑇) · (norm𝐴)) = ((normfn𝑇) · 0))
122simpri 491 . . . . . . . 8 (normfn𝑇) ∈ ℝ
1312recni 11240 . . . . . . 7 (normfn𝑇) ∈ ℂ
1413mul01i 11417 . . . . . 6 ((normfn𝑇) · 0) = 0
1511, 14eqtr2di 2817 . . . . 5 (𝐴 = 0 → 0 = ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
167, 15breqtrid 5150 . . . 4 (𝐴 = 0 → 0 ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
176, 16eqbrtrd 5135 . . 3 (𝐴 = 0 → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
1817adantl 487 . 2 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 = 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ≤ ((normfn𝑇) · (norm𝐴)))
193lnfnfi 32466 . . . . . . . . . 10 𝑇: ℋ⟶ℂ
2019ffvelcdmi 7082 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑇𝐴) ∈ ℂ)
2120abscld 15516 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℝ)
2221adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℝ)
2322recnd 11254 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(𝑇𝐴)) ∈ ℂ)
24 normcl 31550 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℋ → (norm𝐴) ∈ ℝ)
2524adantr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ∈ ℝ)
2625recnd 11254 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ∈ ℂ)
27 normne0 31555 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℋ → ((norm𝐴) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
2827biimpar 483 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm𝐴) ≠ 0)
2923, 26, 28divrec2d 12012 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) = ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))))
3025, 28rereccld 12059 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / (norm𝐴)) ∈ ℝ)
3130recnd 11254 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (1 / (norm𝐴)) ∈ ℂ)
32 simpl 488 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℋ)
333lnfnmuli 32469 . . . . . . . 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 6889 . . . . . 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 15534 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘((1 / (norm𝐴)) · (𝑇𝐴))) = ((abs‘(1 / (norm𝐴))) · (abs‘(𝑇𝐴))))
38 normgt0 31552 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℋ → (𝐴 ≠ 0 ↔ 0 < (norm𝐴)))
3938biimpa 482 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 < (norm𝐴))
4025, 39recgt0d 12166 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → 0 < (1 / (norm𝐴)))
41 0re 11227 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
42 ltle 11315 . . . . . . . . . 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 15500 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (abs‘(1 / (norm𝐴))) = (1 / (norm𝐴)))
4645oveq1d 7434 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(1 / (norm𝐴))) · (abs‘(𝑇𝐴))) = ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))))
4735, 37, 463eqtrrd 2805 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((1 / (norm𝐴)) · (abs‘(𝑇𝐴))) = (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))))
4829, 47eqtrd 2800 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) = (abs‘(𝑇‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴))))
49 hvmulcl 31438 . . . . . 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 31550 . . . . . . 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 31674 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (norm‘((1 / (norm𝐴)) · 𝐴)) = 1)
54 eqle 11329 . . . . . 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 32349 . . . . . 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 5135 . . 3 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((abs‘(𝑇𝐴)) / (norm𝐴)) ≤ (normfn𝑇))
6012a1i 11 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐴 ≠ 0) → (normfn𝑇) ∈ ℝ)
61 ledivmul2 12111 . . . 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 3047 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 2146  wne 2960   class class class wbr 5111  wf 6536  cfv 6540  (class class class)co 7419  cc 11115  cr 11116  0cc0 11117  1c1 11118   · cmul 11122   < clt 11260  cle 11261   / cdiv 11888  abscabs 15311  chba 31344   · csm 31346  normcno 31348  0c0v 31349  normfncnmf 31376  LinFnclf 31379
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194  ax-pre-sup 11195  ax-hilex 31424  ax-hv0cl 31428  ax-hvaddid 31429  ax-hfvmul 31430  ax-hvmulid 31431  ax-hvmul0 31435  ax-hfi 31504  ax-his1 31507  ax-his3 31509  ax-his4 31510
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  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-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-er 8700  df-map 8832  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-sup 9409  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-div 11889  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-n0 12522  df-z 12609  df-uz 12881  df-rp 13035  df-seq 14058  df-exp 14118  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-hnorm 31393  df-nmfn 32270  df-lnfn 32273
This theorem is used by:  nmbdfnlb  32475
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