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Theorem nmobndseqi 30020
Description: A bounded sequence determines a bounded operator. (Contributed by NM, 18-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Apr-2013.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nmoubi.1 𝑋 = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
nmoubi.y π‘Œ = (BaseSetβ€˜π‘Š)
nmoubi.l 𝐿 = (normCVβ€˜π‘ˆ)
nmoubi.m 𝑀 = (normCVβ€˜π‘Š)
nmoubi.3 𝑁 = (π‘ˆ normOpOLD π‘Š)
nmoubi.u π‘ˆ ∈ NrmCVec
nmoubi.w π‘Š ∈ NrmCVec
Assertion
Ref Expression
nmobndseqi ((𝑇:π‘‹βŸΆπ‘Œ ∧ βˆ€π‘“((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ∈ ℝ)
Distinct variable groups:   𝑓,π‘˜,𝐿   π‘˜,π‘Œ   𝑓,𝑀,π‘˜   𝑇,𝑓,π‘˜   𝑓,𝑋,π‘˜   π‘˜,𝑁
Allowed substitution hints:   π‘ˆ(𝑓,π‘˜)   𝑁(𝑓)   π‘Š(𝑓,π‘˜)   π‘Œ(𝑓)

Proof of Theorem nmobndseqi
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 impexp 452 . . . . . 6 (((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) ↔ (𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
2 r19.35 3109 . . . . . . 7 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) ↔ (βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜))
32imbi2i 336 . . . . . 6 ((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) ↔ (𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
41, 3bitr4i 278 . . . . 5 (((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) ↔ (𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
54albii 1822 . . . 4 (βˆ€π‘“((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) ↔ βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
6 nmoubi.1 . . . . . . . . 9 𝑋 = (BaseSetβ€˜π‘ˆ)
76fvexi 6903 . . . . . . . 8 𝑋 ∈ V
8 nnenom 13942 . . . . . . . 8 β„• β‰ˆ Ο‰
9 fveq2 6889 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ (πΏβ€˜π‘¦) = (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)))
109breq1d 5158 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 ↔ (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1))
11 2fveq3 6894 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) = (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))))
1211breq1d 5158 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ ((π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜ ↔ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜))
1310, 12imbi12d 345 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ (((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
1413notbid 318 . . . . . . . 8 (𝑦 = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ (Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
157, 8, 14axcc4 10431 . . . . . . 7 (βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
1615con3i 154 . . . . . 6 (Β¬ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) β†’ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
17 dfrex2 3074 . . . . . . . . 9 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) ↔ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜))
1817imbi2i 336 . . . . . . . 8 ((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) ↔ (𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
1918albii 1822 . . . . . . 7 (βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) ↔ βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
20 alinexa 1846 . . . . . . 7 (βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) ↔ Β¬ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
2119, 20bitri 275 . . . . . 6 (βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) ↔ Β¬ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• Β¬ ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)))
22 dfral2 3100 . . . . . . . 8 (βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ Β¬ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
2322rexbii 3095 . . . . . . 7 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• Β¬ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
24 rexnal 3101 . . . . . . 7 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• Β¬ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
2523, 24bitri 275 . . . . . 6 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) ↔ Β¬ βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑋 Β¬ ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
2616, 21, 253imtr4i 292 . . . . 5 (βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
27 nnre 12216 . . . . . . 7 (π‘˜ ∈ β„• β†’ π‘˜ ∈ ℝ)
2827anim1i 616 . . . . . 6 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜)) β†’ (π‘˜ ∈ ℝ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜)))
2928reximi2 3080 . . . . 5 (βˆƒπ‘˜ ∈ β„• βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
3026, 29syl 17 . . . 4 (βˆ€π‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• ((πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
315, 30sylbi 216 . . 3 (βˆ€π‘“((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜))
32 nmoubi.y . . . 4 π‘Œ = (BaseSetβ€˜π‘Š)
33 nmoubi.l . . . 4 𝐿 = (normCVβ€˜π‘ˆ)
34 nmoubi.m . . . 4 𝑀 = (normCVβ€˜π‘Š)
35 nmoubi.3 . . . 4 𝑁 = (π‘ˆ normOpOLD π‘Š)
36 nmoubi.u . . . 4 π‘ˆ ∈ NrmCVec
37 nmoubi.w . . . 4 π‘Š ∈ NrmCVec
386, 32, 33, 34, 35, 36, 37nmobndi 30016 . . 3 (𝑇:π‘‹βŸΆπ‘Œ β†’ ((π‘β€˜π‘‡) ∈ ℝ ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 ((πΏβ€˜π‘¦) ≀ 1 β†’ (π‘€β€˜(π‘‡β€˜π‘¦)) ≀ π‘˜)))
3931, 38imbitrrid 245 . 2 (𝑇:π‘‹βŸΆπ‘Œ β†’ (βˆ€π‘“((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ∈ ℝ))
4039imp 408 1 ((𝑇:π‘‹βŸΆπ‘Œ ∧ βˆ€π‘“((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (πΏβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ≀ 1) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ β„• (π‘€β€˜(π‘‡β€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ≀ π‘˜)) β†’ (π‘β€˜π‘‡) ∈ ℝ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ∧ wa 397  βˆ€wal 1540   = wceq 1542  βˆƒwex 1782   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071   class class class wbr 5148  βŸΆwf 6537  β€˜cfv 6541  (class class class)co 7406  β„cr 11106  1c1 11108   ≀ cle 11246  β„•cn 12209  NrmCVeccnv 29825  BaseSetcba 29827  normCVcnmcv 29831   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-inf2 9633  ax-cc 10427  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-nmoo 29986
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