Theorem nmcfnlb 30424

Description: A lower bound of the norm of a continuous linear Hilbert space functional. Theorem 3.5(ii) of [Beran] p. 99. (Contributed by NM, 14-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
nmcfnlb	⊢ ((𝑇 ∈ LinFn ∧ 𝑇 ∈ ContFn ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)))

Proof of Theorem nmcfnlb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elin 3902	. . 3 ⊢ (𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn) ↔ (𝑇 ∈ LinFn ∧ 𝑇 ∈ ContFn))
2		fveq1 6765	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → (𝑇‘𝐴) = (if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))‘𝐴))
3	2	fveq2d 6770	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → (abs‘(𝑇‘𝐴)) = (abs‘(if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))‘𝐴)))
4		fveq2 6766	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → (normfn‘𝑇) = (normfn‘if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))))
5	4	oveq1d 7282	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)) = ((normfn‘if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))) · (normℎ‘𝐴)))
6	3, 5	breq12d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → ((abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)) ↔ (abs‘(if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))‘𝐴)) ≤ ((normfn‘if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))) · (normℎ‘𝐴))))
7	6	imbi2d 341	. . . . 5 ⊢ (𝑇 = if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) → ((𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴))) ↔ (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))‘𝐴)) ≤ ((normfn‘if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))) · (normℎ‘𝐴)))))
8		0lnfn 30355	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ℋ × {0}) ∈ LinFn
9		0cnfn 30350	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ℋ × {0}) ∈ ContFn
10		elin 3902	. . . . . . . . . 10 ⊢ (( ℋ × {0}) ∈ (LinFn ∩ ContFn) ↔ (( ℋ × {0}) ∈ LinFn ∧ ( ℋ × {0}) ∈ ContFn))
11	8, 9, 10	mpbir2an 708	. . . . . . . . 9 ⊢ ( ℋ × {0}) ∈ (LinFn ∩ ContFn)
12	11	elimel 4528	. . . . . . . 8 ⊢ if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ (LinFn ∩ ContFn)
13		elin 3902	. . . . . . . 8 ⊢ (if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ (LinFn ∩ ContFn) ↔ (if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ LinFn ∧ if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ ContFn))
14	12, 13	mpbi 229	. . . . . . 7 ⊢ (if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ LinFn ∧ if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ ContFn)
15	14	simpli 484	. . . . . 6 ⊢ if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ LinFn
16	14	simpri 486	. . . . . 6 ⊢ if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0})) ∈ ContFn
17	15, 16	nmcfnlbi 30422	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))‘𝐴)) ≤ ((normfn‘if(𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn), 𝑇, ( ℋ × {0}))) · (normℎ‘𝐴)))
18	7, 17	dedth 4517	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn) → (𝐴 ∈ ℋ → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴))))
19	18	imp 407	. . 3 ⊢ ((𝑇 ∈ (LinFn ∩ ContFn) ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)))
20	1, 19	sylanbr 582	. 2 ⊢ (((𝑇 ∈ LinFn ∧ 𝑇 ∈ ContFn) ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)))
21	20	3impa 1109	1 ⊢ ((𝑇 ∈ LinFn ∧ 𝑇 ∈ ContFn ∧ 𝐴 ∈ ℋ) → (abs‘(𝑇‘𝐴)) ≤ ((normfn‘𝑇) · (normℎ‘𝐴)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ∩ cin 3885  ifcif 4459  {csn 4561   class class class wbr 5073   × cxp 5582  ‘cfv 6426  (class class class)co 7267  0cc0 10881   · cmul 10886   ≤ cle 11020  abscabs 14955   ℋchba 29289  norm_ℎcno 29293  norm_fncnmf 29321  ContFnccnfn 29323  LinFnclf 29324

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-sep 5221  ax-nul 5228  ax-pow 5286  ax-pr 5350  ax-un 7578  ax-cnex 10937  ax-resscn 10938  ax-1cn 10939  ax-icn 10940  ax-addcl 10941  ax-addrcl 10942  ax-mulcl 10943  ax-mulrcl 10944  ax-mulcom 10945  ax-addass 10946  ax-mulass 10947  ax-distr 10948  ax-i2m1 10949  ax-1ne0 10950  ax-1rid 10951  ax-rnegex 10952  ax-rrecex 10953  ax-cnre 10954  ax-pre-lttri 10955  ax-pre-lttrn 10956  ax-pre-ltadd 10957  ax-pre-mulgt0 10958  ax-pre-sup 10959  ax-hilex 29369  ax-hfvadd 29370  ax-hv0cl 29373  ax-hvaddid 29374  ax-hfvmul 29375  ax-hvmulid 29376  ax-hvmulass 29377  ax-hvmul0 29380  ax-hfi 29449  ax-his1 29452  ax-his3 29454  ax-his4 29455

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-reu 3071  df-rmo 3072  df-rab 3073  df-v 3431  df-sbc 3716  df-csb 3832  df-dif 3889  df-un 3891  df-in 3893  df-ss 3903  df-pss 3905  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 5074  df-opab 5136  df-mpt 5157  df-tr 5191  df-id 5484  df-eprel 5490  df-po 5498  df-so 5499  df-fr 5539  df-we 5541  df-xp 5590  df-rel 5591  df-cnv 5592  df-co 5593  df-dm 5594  df-rn 5595  df-res 5596  df-ima 5597  df-pred 6195  df-ord 6262  df-on 6263  df-lim 6264  df-suc 6265  df-iota 6384  df-fun 6428  df-fn 6429  df-f 6430  df-f1 6431  df-fo 6432  df-f1o 6433  df-fv 6434  df-riota 7224  df-ov 7270  df-oprab 7271  df-mpo 7272  df-om 7703  df-2nd 7821  df-frecs 8084  df-wrecs 8115  df-recs 8189  df-rdg 8228  df-er 8485  df-map 8604  df-en 8721  df-dom 8722  df-sdom 8723  df-sup 9188  df-pnf 11021  df-mnf 11022  df-xr 11023  df-ltxr 11024  df-le 11025  df-sub 11217  df-neg 11218  df-div 11643  df-nn 11984  df-2 12046  df-3 12047  df-n0 12244  df-z 12330  df-uz 12593  df-rp 12741  df-seq 13732  df-exp 13793  df-cj 14820  df-re 14821  df-im 14822  df-sqrt 14956  df-abs 14957  df-hnorm 29338  df-hvsub 29341  df-nmfn 30215  df-cnfn 30217  df-lnfn 30218

This theorem is referenced by:  lnfnconi  30425