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

Theorem nmlnoubi 30037
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 6894 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘₯)) = (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)))
2 fveq2 6889 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (πΎβ€˜π‘₯) = (πΎβ€˜π‘))
32oveq2d 7422 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑍 β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘₯)) = (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)))
41, 3breq12d 5161 . . . . . 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 408 . . . . . . 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 713 . . . . . 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 12310 . . . . . . . 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 2733 . . . . . . . . . . . . . 14 (BaseSetβ€˜π‘Š) = (BaseSetβ€˜π‘Š)
13 nmlnoubi.z . . . . . . . . . . . . . 14 𝑍 = (0vecβ€˜π‘ˆ)
14 eqid 2733 . . . . . . . . . . . . . 14 (0vecβ€˜π‘Š) = (0vecβ€˜π‘Š)
15 nmlnoubi.7 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐿 = (π‘ˆ LnOp π‘Š)
1611, 12, 13, 14, 15lno0 29997 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘ˆ ∈ NrmCVec ∧ π‘Š ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) β†’ (π‘‡β€˜π‘) = (0vecβ€˜π‘Š))
179, 10, 16mp3an12 1452 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘‡β€˜π‘) = (0vecβ€˜π‘Š))
1817fveq2d 6893 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)))
19 nmlnoubi.m . . . . . . . . . . . . 13 𝑀 = (normCVβ€˜π‘Š)
2014, 19nvz0 29909 . . . . . . . . . . . 12 (π‘Š ∈ NrmCVec β†’ (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)) = 0)
2110, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (π‘€β€˜(0vecβ€˜π‘Š)) = 0
2218, 21eqtrdi 2789 . . . . . . . . . 10 (𝑇 ∈ 𝐿 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = 0)
2322adantr 482 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘)) = 0)
24 nmlnoubi.k . . . . . . . . . . . . . 14 𝐾 = (normCVβ€˜π‘ˆ)
2513, 24nvz0 29909 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘ˆ ∈ NrmCVec β†’ (πΎβ€˜π‘) = 0)
269, 25ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (πΎβ€˜π‘) = 0
2726oveq2i 7417 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = (𝐴 Β· 0)
28 recn 11197 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
2928mul01d 11410 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 Β· 0) = 0)
3027, 29eqtrid 2785 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = 0)
3130ad2antrl 727 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ 𝐿 ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴)) β†’ (𝐴 Β· (πΎβ€˜π‘)) = 0)
3223, 31breq12d 5161 . . . . . . . 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 482 . . . . . 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 3028 . . . . 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 414 . . . 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 3170 . . 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 1118 . 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 29996 . . . 4 ((π‘ˆ ∈ NrmCVec ∧ π‘Š ∈ NrmCVec ∧ 𝑇 ∈ 𝐿) β†’ 𝑇:π‘‹βŸΆ(BaseSetβ€˜π‘Š))
409, 10, 39mp3an12 1452 . . 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 30015 . . 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 1164 . 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 1410 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 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062   class class class wbr 5148  βŸΆwf 6537  β€˜cfv 6541  (class class class)co 7406  β„cr 11106  0cc0 11107   Β· cmul 11112   ≀ cle 11246  NrmCVeccnv 29825  BaseSetcba 29827  0veccn0v 29829  normCVcnmcv 29831   LnOp clno 29981   normOpOLD cnmoo 29982
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-er 8700  df-map 8819  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-sup 9434  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-n0 12470  df-z 12556  df-uz 12820  df-rp 12972  df-seq 13964  df-exp 14025  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-grpo 29734  df-gid 29735  df-ginv 29736  df-ablo 29786  df-vc 29800  df-nv 29833  df-va 29836  df-ba 29837  df-sm 29838  df-0v 29839  df-nmcv 29841  df-lno 29985  df-nmoo 29986
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator