Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nmcvcn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nmcvcn 28453
 Description: The norm of a normed complex vector space is a continuous function. (Contributed by NM, 16-May-2007.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 10-Jan-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nmcvcn.1 𝑁 = (normCV𝑈)
nmcvcn.2 𝐶 = (IndMet‘𝑈)
nmcvcn.j 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
nmcvcn.k 𝐾 = (topGen‘ran (,))
Assertion
Ref Expression
nmcvcn (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝑁 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))

Proof of Theorem nmcvcn
Dummy variables 𝑒 𝑑 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2820 . . 3 (BaseSet‘𝑈) = (BaseSet‘𝑈)
2 nmcvcn.1 . . 3 𝑁 = (normCV𝑈)
31, 2nvf 28418 . 2 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝑁:(BaseSet‘𝑈)⟶ℝ)
4 simprr 771 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑒 ∈ ℝ+)) → 𝑒 ∈ ℝ+)
51, 2nvcl 28419 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑁𝑥) ∈ ℝ)
65ex 415 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) → (𝑁𝑥) ∈ ℝ))
71, 2nvcl 28419 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑁𝑦) ∈ ℝ)
87ex 415 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈) → (𝑁𝑦) ∈ ℝ))
96, 8anim12d 610 . . . . . . . . . . . 12 (𝑈 ∈ NrmCVec → ((𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑦) ∈ ℝ)))
10 eqid 2820 . . . . . . . . . . . . . 14 ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
1110remet 23370 . . . . . . . . . . . . 13 ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) ∈ (Met‘ℝ)
12 metcl 22914 . . . . . . . . . . . . 13 ((((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) ∈ (Met‘ℝ) ∧ (𝑁𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑦) ∈ ℝ) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ)
1311, 12mp3an1 1444 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑦) ∈ ℝ) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ)
149, 13syl6 35 . . . . . . . . . . 11 (𝑈 ∈ NrmCVec → ((𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ))
15143impib 1112 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ)
16 nmcvcn.2 . . . . . . . . . . . 12 𝐶 = (IndMet‘𝑈)
171, 16imsmet 28449 . . . . . . . . . . 11 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝐶 ∈ (Met‘(BaseSet‘𝑈)))
18 metcl 22914 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ (Met‘(BaseSet‘𝑈)) ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ)
1917, 18syl3an1 1159 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ)
20 eqid 2820 . . . . . . . . . . . 12 ( +𝑣𝑈) = ( +𝑣𝑈)
21 eqid 2820 . . . . . . . . . . . 12 ( ·𝑠OLD𝑈) = ( ·𝑠OLD𝑈)
221, 20, 21, 2nvabs 28430 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (abs‘((𝑁𝑥) − (𝑁𝑦))) ≤ (𝑁‘(𝑥( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦))))
2393impib 1112 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑦) ∈ ℝ))
2410remetdval 23369 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑦) ∈ ℝ) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) = (abs‘((𝑁𝑥) − (𝑁𝑦))))
2523, 24syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) = (abs‘((𝑁𝑥) − (𝑁𝑦))))
261, 20, 21, 2, 16imsdval2 28445 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑥𝐶𝑦) = (𝑁‘(𝑥( +𝑣𝑈)(-1( ·𝑠OLD𝑈)𝑦))))
2722, 25, 263brtr4d 5070 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦))
2815, 19, 27jca31 517 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ) ∧ ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦)))
29283expa 1114 . . . . . . . 8 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → ((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ) ∧ ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦)))
30 rpre 12372 . . . . . . . 8 (𝑒 ∈ ℝ+𝑒 ∈ ℝ)
31 lelttr 10705 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ ∧ 𝑒 ∈ ℝ) → ((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦) ∧ (𝑥𝐶𝑦) < 𝑒) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
32313expa 1114 . . . . . . . . . 10 (((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ) ∧ 𝑒 ∈ ℝ) → ((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦) ∧ (𝑥𝐶𝑦) < 𝑒) → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
3332expdimp 455 . . . . . . . . 9 ((((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ) ∧ 𝑒 ∈ ℝ) ∧ ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦)) → ((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
3433an32s 650 . . . . . . . 8 ((((((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶𝑦) ∈ ℝ) ∧ ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) ≤ (𝑥𝐶𝑦)) ∧ 𝑒 ∈ ℝ) → ((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
3529, 30, 34syl2an 597 . . . . . . 7 ((((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) ∧ 𝑒 ∈ ℝ+) → ((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
3635ex 415 . . . . . 6 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)) ∧ 𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑒 ∈ ℝ+ → ((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒)))
3736ralrimdva 3176 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)) → (𝑒 ∈ ℝ+ → ∀𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒)))
3837impr 457 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑒 ∈ ℝ+)) → ∀𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
39 breq2 5042 . . . . 5 (𝑑 = 𝑒 → ((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 ↔ (𝑥𝐶𝑦) < 𝑒))
4039rspceaimv 3604 . . . 4 ((𝑒 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑒 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒)) → ∃𝑑 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
414, 38, 40syl2anc 586 . . 3 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈) ∧ 𝑒 ∈ ℝ+)) → ∃𝑑 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
4241ralrimivva 3178 . 2 (𝑈 ∈ NrmCVec → ∀𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)∀𝑒 ∈ ℝ+𝑑 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))
431, 16imsxmet 28450 . . 3 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝐶 ∈ (∞Met‘(BaseSet‘𝑈)))
4410rexmet 23371 . . 3 ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) ∈ (∞Met‘ℝ)
45 nmcvcn.j . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
46 nmcvcn.k . . . . 5 𝐾 = (topGen‘ran (,))
47 eqid 2820 . . . . . 6 (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))) = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)))
4810, 47tgioo 23376 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)))
4946, 48eqtri 2843 . . . 4 𝐾 = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)))
5045, 49metcn 23125 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘(BaseSet‘𝑈)) ∧ ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) ∈ (∞Met‘ℝ)) → (𝑁 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑁:(BaseSet‘𝑈)⟶ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)∀𝑒 ∈ ℝ+𝑑 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))))
5143, 44, 50sylancl 588 . 2 (𝑈 ∈ NrmCVec → (𝑁 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑁:(BaseSet‘𝑈)⟶ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ (BaseSet‘𝑈)∀𝑒 ∈ ℝ+𝑑 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (BaseSet‘𝑈)((𝑥𝐶𝑦) < 𝑑 → ((𝑁𝑥)((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))(𝑁𝑦)) < 𝑒))))
523, 42, 51mpbir2and 711 1 (𝑈 ∈ NrmCVec → 𝑁 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∀wral 3125  ∃wrex 3126   class class class wbr 5038   × cxp 5525  ran crn 5528   ↾ cres 5529   ∘ ccom 5531  ⟶wf 6323  ‘cfv 6327  (class class class)co 7129  ℝcr 10510  1c1 10512   < clt 10649   ≤ cle 10650   − cmin 10844  -cneg 10845  ℝ+crp 12364  (,)cioo 12713  abscabs 14569  topGenctg 16686  ∞Metcxmet 20502  Metcmet 20503  MetOpencmopn 20507   Cn ccn 21804  NrmCVeccnv 28342   +𝑣 cpv 28343  BaseSetcba 28344   ·𝑠OLD cns 28345  normCVcnmcv 28348  IndMetcims 28349 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5162  ax-sep 5175  ax-nul 5182  ax-pow 5238  ax-pr 5302  ax-un 7435  ax-cnex 10567  ax-resscn 10568  ax-1cn 10569  ax-icn 10570  ax-addcl 10571  ax-addrcl 10572  ax-mulcl 10573  ax-mulrcl 10574  ax-mulcom 10575  ax-addass 10576  ax-mulass 10577  ax-distr 10578  ax-i2m1 10579  ax-1ne0 10580  ax-1rid 10581  ax-rnegex 10582  ax-rrecex 10583  ax-cnre 10584  ax-pre-lttri 10585  ax-pre-lttrn 10586  ax-pre-ltadd 10587  ax-pre-mulgt0 10588  ax-pre-sup 10589  ax-addf 10590  ax-mulf 10591 This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3472  df-sbc 3749  df-csb 3857  df-dif 3912  df-un 3914  df-in 3916  df-ss 3926  df-pss 3928  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4811  df-iun 4893  df-br 5039  df-opab 5101  df-mpt 5119  df-tr 5145  df-id 5432  df-eprel 5437  df-po 5446  df-so 5447  df-fr 5486  df-we 5488  df-xp 5533  df-rel 5534  df-cnv 5535  df-co 5536  df-dm 5537  df-rn 5538  df-res 5539  df-ima 5540  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6286  df-fun 6329  df-fn 6330  df-f 6331  df-f1 6332  df-fo 6333  df-f1o 6334  df-fv 6335  df-riota 7087  df-ov 7132  df-oprab 7133  df-mpo 7134  df-om 7555  df-1st 7663  df-2nd 7664  df-wrecs 7921  df-recs 7982  df-rdg 8020  df-er 8263  df-map 8382  df-en 8484  df-dom 8485  df-sdom 8486  df-sup 8880  df-inf 8881  df-pnf 10651  df-mnf 10652  df-xr 10653  df-ltxr 10654  df-le 10655  df-sub 10846  df-neg 10847  df-div 11272  df-nn 11613  df-2 11675  df-3 11676  df-n0 11873  df-z 11957  df-uz 12219  df-q 12324  df-rp 12365  df-xneg 12482  df-xadd 12483  df-xmul 12484  df-ioo 12717  df-seq 13350  df-exp 13411  df-cj 14434  df-re 14435  df-im 14436  df-sqrt 14570  df-abs 14571  df-topgen 16692  df-psmet 20509  df-xmet 20510  df-met 20511  df-bl 20512  df-mopn 20513  df-top 21474  df-topon 21491  df-bases 21526  df-cn 21807  df-cnp 21808  df-grpo 28251  df-gid 28252  df-ginv 28253  df-gdiv 28254  df-ablo 28303  df-vc 28317  df-nv 28350  df-va 28353  df-ba 28354  df-sm 28355  df-0v 28356  df-vs 28357  df-nmcv 28358  df-ims 28359 This theorem is referenced by:  nmcnc  28454
 Copyright terms: Public domain W3C validator