HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  nmoplb Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nmoplb 31926
Description: A lower bound for an operator norm. (Contributed by NM, 7-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
nmoplb ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ≤ (normop𝑇))

Proof of Theorem nmoplb
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nmopsetretHIL 31883 . . . . 5 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ)
2 ressxr 11305 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
31, 2sstrdi 3996 . . . 4 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ*)
433ad2ant1 1134 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ*)
5 fveq2 6906 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝐴 → (norm𝑦) = (norm𝐴))
65breq1d 5153 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐴 → ((norm𝑦) ≤ 1 ↔ (norm𝐴) ≤ 1))
7 2fveq3 6911 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝐴 → (norm‘(𝑇𝑦)) = (norm‘(𝑇𝐴)))
87eqeq2d 2748 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐴 → ((norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦)) ↔ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝐴))))
96, 8anbi12d 632 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐴 → (((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))) ↔ ((norm𝐴) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝐴)))))
10 eqid 2737 . . . . . . . 8 (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝐴))
1110biantru 529 . . . . . . 7 ((norm𝐴) ≤ 1 ↔ ((norm𝐴) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝐴))))
129, 11bitr4di 289 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐴 → (((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))) ↔ (norm𝐴) ≤ 1))
1312rspcev 3622 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))))
14 fvex 6919 . . . . . 6 (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ V
15 eqeq1 2741 . . . . . . . 8 (𝑥 = (norm‘(𝑇𝐴)) → (𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)) ↔ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))))
1615anbi2d 630 . . . . . . 7 (𝑥 = (norm‘(𝑇𝐴)) → (((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦))) ↔ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦)))))
1716rexbidv 3179 . . . . . 6 (𝑥 = (norm‘(𝑇𝐴)) → (∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦)))))
1814, 17elab 3679 . . . . 5 ((norm‘(𝑇𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ↔ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))))
1913, 18sylibr 234 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))})
20193adant1 1131 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))})
21 supxrub 13366 . . 3 (({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ* ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}) → (norm‘(𝑇𝐴)) ≤ sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
224, 20, 21syl2anc 584 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ≤ sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
23 nmopval 31875 . . 3 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (normop𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
24233ad2ant1 1134 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (normop𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
2522, 24breqtrrd 5171 1 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ≤ (normop𝑇))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  {cab 2714  wrex 3070  wss 3951   class class class wbr 5143  wf 6557  cfv 6561  supcsup 9480  cr 11154  1c1 11156  *cxr 11294   < clt 11295  cle 11296  chba 30938  normcno 30942  normopcnop 30964
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233  ax-hilex 31018  ax-hfvadd 31019  ax-hvcom 31020  ax-hvass 31021  ax-hv0cl 31022  ax-hvaddid 31023  ax-hfvmul 31024  ax-hvmulid 31025  ax-hvmulass 31026  ax-hvdistr1 31027  ax-hvdistr2 31028  ax-hvmul0 31029  ax-hfi 31098  ax-his1 31101  ax-his2 31102  ax-his3 31103  ax-his4 31104
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-sup 9482  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-rp 13035  df-seq 14043  df-exp 14103  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-grpo 30512  df-gid 30513  df-ablo 30564  df-vc 30578  df-nv 30611  df-va 30614  df-ba 30615  df-sm 30616  df-0v 30617  df-nmcv 30619  df-hnorm 30987  df-hba 30988  df-hvsub 30990  df-nmop 31858
This theorem is referenced by:  nmopge0  31930  nmbdoplbi  32043  nmcoplbi  32047  nmophmi  32050  nmoptrii  32113  nmopcoi  32114
  Copyright terms: Public domain W3C validator