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

Theorem nmlnoubi 30473
Description: An upper bound for the operator norm of a linear operator, using only the properties of nonzero arguments. (Contributed by NM, 1-Jan-2008.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nmlnoubi.1 𝑋 = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
nmlnoubi.z 𝑍 = (0vecβ€˜π‘ˆ)
nmlnoubi.k 𝐾 = (normCVβ€˜π‘ˆ)
nmlnoubi.m 𝑀 = (normCVβ€˜π‘Š)
nmlnoubi.3 𝑁 = (π‘ˆ normOpOLD π‘Š)
nmlnoubi.7 𝐿 = (π‘ˆ LnOp π‘Š)
nmlnoubi.u π‘ˆ ∈ NrmCVec
nmlnoubi.w π‘Š ∈ NrmCVec
Assertion
Ref Expression
nmlnoubi ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ≀ 𝐴)
Distinct variable groups:   π‘₯,𝐴   π‘₯,𝐾   π‘₯,𝐿   π‘₯,𝑀   π‘₯,𝑇   π‘₯,π‘ˆ   π‘₯,π‘Š   π‘₯,𝑋
Allowed substitution hints:   𝑁(π‘₯)   𝑍(π‘₯)

Proof of Theorem nmlnoubi
StepHypRef Expression
1 2fveq3 6886 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) = (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)))
2 fveq2 6881 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (πΎβ€˜π‘₯) = (πΎβ€˜π‘))
32oveq2d 7417 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)) = (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)))
41, 3breq12d 5151 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑍 β†’ ((π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)) ↔ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘))))
5 id 22 . . . . . . . 8 ((π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) β†’ (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))))
65imp 406 . . . . . . 7 (((π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) ∧ π‘₯ β‰  𝑍) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))
76adantll 711 . . . . . 6 ((((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) ∧ (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) ∧ π‘₯ β‰  𝑍) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))
8 0le0 12309 . . . . . . . 8 0 ≀ 0
9 nmlnoubi.u . . . . . . . . . . . . 13 π‘ˆ ∈ NrmCVec
10 nmlnoubi.w . . . . . . . . . . . . 13 π‘Š ∈ NrmCVec
11 nmlnoubi.1 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑋 = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
12 eqid 2724 . . . . . . . . . . . . . 14 (BaseSetβ€˜π‘Š) = (BaseSetβ€˜π‘Š)
13 nmlnoubi.z . . . . . . . . . . . . . 14 𝑍 = (0vecβ€˜π‘ˆ)
14 eqid 2724 . . . . . . . . . . . . . 14 (0vecβ€˜π‘Š) = (0vecβ€˜π‘Š)
15 nmlnoubi.7 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐿 = (π‘ˆ LnOp π‘Š)
1611, 12, 13, 14, 15lno0 30433 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘ˆ ∈ NrmCVec ∧ π‘Š ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) β†’ (π‘‡β€˜π‘) = (0vecβ€˜π‘Š))
179, 10, 16mp3an12 1447 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘‡β€˜π‘) = (0vecβ€˜π‘Š))
1817fveq2d 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)))
19 nmlnoubi.m . . . . . . . . . . . . 13 𝑀 = (normCVβ€˜π‘Š)
2014, 19nvz0 30345 . . . . . . . . . . . 12 (π‘Š ∈ NrmCVec β†’ (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)) = 0)
2110, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)) = 0
2218, 21eqtrdi 2780 . . . . . . . . . 10 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = 0)
2322adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = 0)
24 nmlnoubi.k . . . . . . . . . . . . . 14 𝐾 = (normCVβ€˜π‘ˆ)
2513, 24nvz0 30345 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘ˆ ∈ NrmCVec β†’ (πΎβ€˜π‘) = 0)
269, 25ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (πΎβ€˜π‘) = 0
2726oveq2i 7412 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = (𝐴 Β· 0)
28 recn 11195 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
2928mul01d 11409 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 Β· 0) = 0)
3027, 29eqtrid 2776 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = 0)
3130ad2antrl 725 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = 0)
3223, 31breq12d 5151 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ ((π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) ↔ 0 ≀ 0))
338, 32mpbiri 258 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)))
3433adantr 480 . . . . . 6 (((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) ∧ (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)))
354, 7, 34pm2.61ne 3019 . . . . 5 (((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) ∧ (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))
3635ex 412 . . . 4 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ ((π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))))
3736ralimdv 3161 . . 3 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))))
38373impia 1114 . 2 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))
3911, 12, 15lnof 30432 . . . 4 ((π‘ˆ ∈ NrmCVec ∧ π‘Š ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) β†’ 𝑇:π‘‹βŸΆ(BaseSetβ€˜π‘Š))
409, 10, 39mp3an12 1447 . . 3 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ 𝑇:π‘‹βŸΆ(BaseSetβ€˜π‘Š))
41 nmlnoubi.3 . . . 4 𝑁 = (π‘ˆ normOpOLD π‘Š)
4211, 12, 24, 19, 41, 9, 10nmoub2i 30451 . . 3 ((𝑇:π‘‹βŸΆ(BaseSetβ€˜π‘Š) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ≀ 𝐴)
4340, 42syl3an1 1160 . 2 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯))) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ≀ 𝐴)
4438, 43syld3an3 1406 1 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 (π‘₯ β‰  𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) ≀ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)))) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ≀ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2932  βˆ€wral 3053   class class class wbr 5138  βŸΆwf 6529  β€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  β„cr 11104  0cc0 11105   Β· cmul 11110   ≀ cle 11245  NrmCVeccnv 30261  BaseSetcba 30263  0veccn0v 30265  normCVcnmcv 30267   LnOp clno 30417   normOpOLD cnmoo 30418
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  ax-cnex 11161  ax-resscn 11162  ax-1cn 11163  ax-icn 11164  ax-addcl 11165  ax-addrcl 11166  ax-mulcl 11167  ax-mulrcl 11168  ax-mulcom 11169  ax-addass 11170  ax-mulass 11171  ax-distr 11172  ax-i2m1 11173  ax-1ne0 11174  ax-1rid 11175  ax-rnegex 11176  ax-rrecex 11177  ax-cnre 11178  ax-pre-lttri 11179  ax-pre-lttrn 11180  ax-pre-ltadd 11181  ax-pre-mulgt0 11182  ax-pre-sup 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-iun 4989  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-om 7849  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-er 8698  df-map 8817  df-en 8935  df-dom 8936  df-sdom 8937  df-sup 9432  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-grpo 30170  df-gid 30171  df-ginv 30172  df-ablo 30222  df-vc 30236  df-nv 30269  df-va 30272  df-ba 30273  df-sm 30274  df-0v 30275  df-nmcv 30277  df-lno 30421  df-nmoo 30422
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator