Theorem nmoolb 30803

Description: A lower bound for an operator norm. (Contributed by NM, 8-Dec-2007.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
nmoolb.1	⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
nmoolb.2	⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
nmoolb.l	⊢ 𝐿 = (normCV‘𝑈)
nmoolb.m	⊢ 𝑀 = (normCV‘𝑊)
nmoolb.3	⊢ 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)

Assertion

Ref	Expression
nmoolb	⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1)) → (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ≤ (𝑁‘𝑇))

Proof of Theorem nmoolb

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nmoolb.2	. . . . . 6 ⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
2		nmoolb.m	. . . . . 6 ⊢ 𝑀 = (normCV‘𝑊)
3	1, 2	nmosetre 30796	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))} ⊆ ℝ)
4		ressxr 11334	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℝ*
5	3, 4	sstrdi 4021	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))} ⊆ ℝ*)
6	5	3adant1 1130	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))} ⊆ ℝ*)
7		fveq2 6920	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (𝐿‘𝑦) = (𝐿‘𝐴))
8	7	breq1d 5176	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ↔ (𝐿‘𝐴) ≤ 1))
9		2fveq3 6925	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (𝑀‘(𝑇‘𝑦)) = (𝑀‘(𝑇‘𝐴)))
10	9	eqeq2d 2751	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → ((𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)) ↔ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝐴))))
11	8, 10	anbi12d 631	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))) ↔ ((𝐿‘𝐴) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝐴)))))
12		eqid 2740	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝐴))
13	12	biantru 529	. . . . . 6 ⊢ ((𝐿‘𝐴) ≤ 1 ↔ ((𝐿‘𝐴) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝐴))))
14	11, 13	bitr4di 289	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐴 → (((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))) ↔ (𝐿‘𝐴) ≤ 1))
15	14	rspcev 3635	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1) → ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))))
16		fvex 6933	. . . . 5 ⊢ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ∈ V
17		eqeq1 2744	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) → (𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)) ↔ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))))
18	17	anbi2d 629	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) → (((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))) ↔ ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))))
19	18	rexbidv 3185	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) → (∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))))
20	16, 19	elab 3694	. . . 4 ⊢ ((𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))} ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) = (𝑀‘(𝑇‘𝑦))))
21	15, 20	sylibr 234	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1) → (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))})
22		supxrub 13386	. . 3 ⊢ (({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))} ⊆ ℝ* ∧ (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))}) → (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ≤ sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
23	6, 21, 22	syl2an 595	. 2 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1)) → (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ≤ sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
24		nmoolb.1	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
25		nmoolb.l	. . . 4 ⊢ 𝐿 = (normCV‘𝑈)
26		nmoolb.3	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
27	24, 1, 25, 2, 26	nmooval 30795	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) → (𝑁‘𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
28	27	adantr 480	. 2 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1)) → (𝑁‘𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (𝑀‘(𝑇‘𝑦)))}, ℝ*, < ))
29	23, 28	breqtrrd 5194	1 ⊢ (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝐿‘𝐴) ≤ 1)) → (𝑀‘(𝑇‘𝐴)) ≤ (𝑁‘𝑇))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  {cab 2717  ∃wrex 3076   ⊆ wss 3976   class class class wbr 5166  ⟶wf 6569  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448  supcsup 9509  ℝcr 11183  1c1 11185  ℝ^*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325  NrmCVeccnv 30616  BaseSetcba 30618  norm_CVcnmcv 30622   normOp_OLD cnmoo 30773

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-id 5593  df-po 5607  df-so 5608  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-er 8763  df-map 8886  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-sup 9511  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-vc 30591  df-nv 30624  df-va 30627  df-ba 30628  df-sm 30629  df-0v 30630  df-nmcv 30632  df-nmoo 30777

This theorem is referenced by:  nmblolbii  30831