MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nmoleub3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nmoleub3 23657
Description: The operator norm is the supremum of the value of a linear operator on the unit sphere. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Oct-2015.) (Proof shortened by AV, 29-Sep-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
nmoleub2.n 𝑁 = (𝑆 normOp 𝑇)
nmoleub2.v 𝑉 = (Base‘𝑆)
nmoleub2.l 𝐿 = (norm‘𝑆)
nmoleub2.m 𝑀 = (norm‘𝑇)
nmoleub2.g 𝐺 = (Scalar‘𝑆)
nmoleub2.w 𝐾 = (Base‘𝐺)
nmoleub2.s (𝜑𝑆 ∈ (NrmMod ∩ ℂMod))
nmoleub2.t (𝜑𝑇 ∈ (NrmMod ∩ ℂMod))
nmoleub2.f (𝜑𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
nmoleub2.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
nmoleub2.r (𝜑𝑅 ∈ ℝ+)
nmoleub3.5 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
nmoleub3.6 (𝜑 → ℝ ⊆ 𝐾)
Assertion
Ref Expression
nmoleub3 (𝜑 → ((𝑁𝐹) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹   𝑥,𝐿   𝑥,𝑁   𝑥,𝑀   𝜑,𝑥   𝑥,𝑆   𝑥,𝑉   𝑥,𝑅
Allowed substitution hints:   𝑇(𝑥)   𝐺(𝑥)   𝐾(𝑥)

Proof of Theorem nmoleub3
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nmoleub2.n . 2 𝑁 = (𝑆 normOp 𝑇)
2 nmoleub2.v . 2 𝑉 = (Base‘𝑆)
3 nmoleub2.l . 2 𝐿 = (norm‘𝑆)
4 nmoleub2.m . 2 𝑀 = (norm‘𝑇)
5 nmoleub2.g . 2 𝐺 = (Scalar‘𝑆)
6 nmoleub2.w . 2 𝐾 = (Base‘𝐺)
7 nmoleub2.s . 2 (𝜑𝑆 ∈ (NrmMod ∩ ℂMod))
8 nmoleub2.t . 2 (𝜑𝑇 ∈ (NrmMod ∩ ℂMod))
9 nmoleub2.f . 2 (𝜑𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
10 nmoleub2.a . 2 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
11 nmoleub2.r . 2 (𝜑𝑅 ∈ ℝ+)
12 nmoleub3.5 . . 3 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
1312adantr 481 . 2 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) → 0 ≤ 𝐴)
149ad3antrrr 726 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
15 nmoleub3.6 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ℝ ⊆ 𝐾)
1615ad3antrrr 726 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ℝ ⊆ 𝐾)
1711ad3antrrr 726 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑅 ∈ ℝ+)
187elin1d 4179 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆 ∈ NrmMod)
1918ad3antrrr 726 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑆 ∈ NrmMod)
20 nlmngp 23220 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆 ∈ NrmMod → 𝑆 ∈ NrmGrp)
2119, 20syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑆 ∈ NrmGrp)
22 simprl 767 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑦𝑉)
23 simprr 769 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑦 ≠ (0g𝑆))
24 eqid 2826 . . . . . . . . . . . . . 14 (0g𝑆) = (0g𝑆)
252, 3, 24nmrpcl 23163 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆)) → (𝐿𝑦) ∈ ℝ+)
2621, 22, 23, 25syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐿𝑦) ∈ ℝ+)
2717, 26rpdivcld 12443 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ ℝ+)
2827rpred 12426 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ ℝ)
2916, 28sseldd 3972 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ 𝐾)
30 eqid 2826 . . . . . . . . . 10 ( ·𝑠𝑆) = ( ·𝑠𝑆)
31 eqid 2826 . . . . . . . . . 10 ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑇)
325, 6, 2, 30, 31lmhmlin 19743 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ 𝐾𝑦𝑉) → (𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
3314, 29, 22, 32syl3anc 1365 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
3433fveq2d 6673 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) = (𝑀‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦))))
358elin1d 4179 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑇 ∈ NrmMod)
3635ad3antrrr 726 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑇 ∈ NrmMod)
37 eqid 2826 . . . . . . . . . . . . 13 (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑇)
385, 37lmhmsca 19738 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → (Scalar‘𝑇) = 𝐺)
3914, 38syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (Scalar‘𝑇) = 𝐺)
4039fveq2d 6673 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (Base‘(Scalar‘𝑇)) = (Base‘𝐺))
4140, 6syl6eqr 2879 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (Base‘(Scalar‘𝑇)) = 𝐾)
4229, 41eleqtrrd 2921 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑇)))
43 eqid 2826 . . . . . . . . . . 11 (Base‘𝑇) = (Base‘𝑇)
442, 43lmhmf 19742 . . . . . . . . . 10 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹:𝑉⟶(Base‘𝑇))
4514, 44syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝐹:𝑉⟶(Base‘𝑇))
4645, 22ffvelrnd 6850 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐹𝑦) ∈ (Base‘𝑇))
47 eqid 2826 . . . . . . . . 9 (Base‘(Scalar‘𝑇)) = (Base‘(Scalar‘𝑇))
48 eqid 2826 . . . . . . . . 9 (norm‘(Scalar‘𝑇)) = (norm‘(Scalar‘𝑇))
4943, 4, 31, 37, 47, 48nmvs 23219 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ NrmMod ∧ (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑇)) ∧ (𝐹𝑦) ∈ (Base‘𝑇)) → (𝑀‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦))) = (((norm‘(Scalar‘𝑇))‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝑀‘(𝐹𝑦))))
5036, 42, 46, 49syl3anc 1365 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦))) = (((norm‘(Scalar‘𝑇))‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝑀‘(𝐹𝑦))))
5139fveq2d 6673 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (norm‘(Scalar‘𝑇)) = (norm‘𝐺))
5251fveq1d 6671 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((norm‘(Scalar‘𝑇))‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = ((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))))
537elin2d 4180 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ∈ ℂMod)
5453ad3antrrr 726 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑆 ∈ ℂMod)
555, 6clmabs 23621 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℂMod ∧ (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ 𝐾) → (abs‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = ((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))))
5654, 29, 55syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (abs‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = ((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))))
5727rpge0d 12430 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 0 ≤ (𝑅 / (𝐿𝑦)))
5828, 57absidd 14777 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (abs‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = (𝑅 / (𝐿𝑦)))
5956, 58eqtr3d 2863 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = (𝑅 / (𝐿𝑦)))
6052, 59eqtrd 2861 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((norm‘(Scalar‘𝑇))‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) = (𝑅 / (𝐿𝑦)))
6160oveq1d 7165 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (((norm‘(Scalar‘𝑇))‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝑀‘(𝐹𝑦))) = ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝑀‘(𝐹𝑦))))
6234, 50, 613eqtrd 2865 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) = ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝑀‘(𝐹𝑦))))
6362oveq1d 7165 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) = (((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝑀‘(𝐹𝑦))) / 𝑅))
6427rpcnd 12428 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ ℂ)
65 nlmngp 23220 . . . . . . . . 9 (𝑇 ∈ NrmMod → 𝑇 ∈ NrmGrp)
6636, 65syl 17 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑇 ∈ NrmGrp)
6743, 4nmcl 23159 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ NrmGrp ∧ (𝐹𝑦) ∈ (Base‘𝑇)) → (𝑀‘(𝐹𝑦)) ∈ ℝ)
6866, 46, 67syl2anc 584 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘(𝐹𝑦)) ∈ ℝ)
6968recnd 10663 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘(𝐹𝑦)) ∈ ℂ)
7017rpcnd 12428 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑅 ∈ ℂ)
7117rpne0d 12431 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝑅 ≠ 0)
7264, 69, 70, 71divassd 11445 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝑀‘(𝐹𝑦))) / 𝑅) = ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · ((𝑀‘(𝐹𝑦)) / 𝑅)))
7326rpcnd 12428 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐿𝑦) ∈ ℂ)
7426rpne0d 12431 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐿𝑦) ≠ 0)
7569, 70, 73, 71, 74dmdcand 11439 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · ((𝑀‘(𝐹𝑦)) / 𝑅)) = ((𝑀‘(𝐹𝑦)) / (𝐿𝑦)))
7663, 72, 753eqtrd 2865 . . . 4 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) = ((𝑀‘(𝐹𝑦)) / (𝐿𝑦)))
77 eqid 2826 . . . . . . . 8 (norm‘𝐺) = (norm‘𝐺)
782, 3, 30, 5, 6, 77nmvs 23219 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ NrmMod ∧ (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ 𝐾𝑦𝑉) → (𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝐿𝑦)))
7919, 29, 22, 78syl3anc 1365 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝐿𝑦)))
8059oveq1d 7165 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (((norm‘𝐺)‘(𝑅 / (𝐿𝑦))) · (𝐿𝑦)) = ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝐿𝑦)))
8170, 73, 74divcan1d 11411 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑅 / (𝐿𝑦)) · (𝐿𝑦)) = 𝑅)
8279, 80, 813eqtrd 2865 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = 𝑅)
83 fveqeq2 6678 . . . . . . 7 (𝑥 = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) → ((𝐿𝑥) = 𝑅 ↔ (𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = 𝑅))
84 2fveq3 6674 . . . . . . . . 9 (𝑥 = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) → (𝑀‘(𝐹𝑥)) = (𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))))
8584oveq1d 7165 . . . . . . . 8 (𝑥 = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) = ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅))
8685breq1d 5073 . . . . . . 7 (𝑥 = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) → (((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴 ↔ ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) ≤ 𝐴))
8783, 86imbi12d 346 . . . . . 6 (𝑥 = ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) → (((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴) ↔ ((𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) ≤ 𝐴)))
88 simpllr 772 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴))
892, 5, 30, 6clmvscl 23626 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ ℂMod ∧ (𝑅 / (𝐿𝑦)) ∈ 𝐾𝑦𝑉) → ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) ∈ 𝑉)
9054, 29, 22, 89syl3anc 1365 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦) ∈ 𝑉)
9187, 88, 90rspcdva 3629 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝐿‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦)) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) ≤ 𝐴))
9282, 91mpd 15 . . . 4 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑀‘(𝐹‘((𝑅 / (𝐿𝑦))( ·𝑠𝑆)𝑦))) / 𝑅) ≤ 𝐴)
9376, 92eqbrtrrd 5087 . . 3 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → ((𝑀‘(𝐹𝑦)) / (𝐿𝑦)) ≤ 𝐴)
94 simplr 765 . . . 4 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → 𝐴 ∈ ℝ)
9568, 94, 26ledivmul2d 12480 . . 3 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (((𝑀‘(𝐹𝑦)) / (𝐿𝑦)) ≤ 𝐴 ↔ (𝑀‘(𝐹𝑦)) ≤ (𝐴 · (𝐿𝑦))))
9693, 95mpbid 233 . 2 ((((𝜑 ∧ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ (𝑦𝑉𝑦 ≠ (0g𝑆))) → (𝑀‘(𝐹𝑦)) ≤ (𝐴 · (𝐿𝑦)))
9711adantr 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑅 ∈ ℝ+)
9897rpred 12426 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑅 ∈ ℝ)
9998leidd 11200 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑅𝑅)
100 breq1 5066 . . 3 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝐿𝑥) ≤ 𝑅𝑅𝑅))
10199, 100syl5ibrcom 248 . 2 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝐿𝑥) = 𝑅 → (𝐿𝑥) ≤ 𝑅))
1021, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 96, 101nmoleub2lem 23652 1 (𝜑 → ((𝑁𝐹) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑉 ((𝐿𝑥) = 𝑅 → ((𝑀‘(𝐹𝑥)) / 𝑅) ≤ 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3021  wral 3143  cin 3939  wss 3940   class class class wbr 5063  wf 6350  cfv 6354  (class class class)co 7150  cr 10530  0cc0 10531   · cmul 10536  *cxr 10668  cle 10670   / cdiv 11291  +crp 12384  abscabs 14588  Basecbs 16478  Scalarcsca 16563   ·𝑠 cvsca 16564  0gc0g 16708   LMHom clmhm 19727  normcnm 23120  NrmGrpcngp 23121  NrmModcnlm 23124   normOp cnmo 23248  ℂModcclm 23600
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 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609  ax-addf 10610  ax-mulf 10611
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-er 8284  df-map 8403  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-sup 8900  df-inf 8901  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-div 11292  df-nn 11633  df-2 11694  df-3 11695  df-4 11696  df-5 11697  df-6 11698  df-7 11699  df-8 11700  df-9 11701  df-n0 11892  df-z 11976  df-dec 12093  df-uz 12238  df-q 12343  df-rp 12385  df-xneg 12502  df-xadd 12503  df-xmul 12504  df-ico 12739  df-fz 12888  df-seq 13365  df-exp 13425  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-sqrt 14589  df-abs 14590  df-struct 16480  df-ndx 16481  df-slot 16482  df-base 16484  df-sets 16485  df-ress 16486  df-plusg 16573  df-mulr 16574  df-starv 16575  df-tset 16579  df-ple 16580  df-ds 16582  df-unif 16583  df-0g 16710  df-topgen 16712  df-mgm 17847  df-sgrp 17896  df-mnd 17907  df-grp 18051  df-subg 18221  df-ghm 18301  df-cmn 18844  df-mgp 19176  df-ring 19235  df-cring 19236  df-subrg 19469  df-lmod 19572  df-lmhm 19730  df-psmet 20472  df-xmet 20473  df-met 20474  df-bl 20475  df-mopn 20476  df-cnfld 20481  df-top 21437  df-topon 21454  df-topsp 21476  df-bases 21489  df-xms 22864  df-ms 22865  df-nm 23126  df-ngp 23127  df-nlm 23130  df-nmo 23251  df-nghm 23252  df-clm 23601
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator