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

Theorem nmoplb 31935
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 31892 . . . . 5 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ)
2 ressxr 11302 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
31, 2sstrdi 4007 . . . 4 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))} ⊆ ℝ*)
433ad2ant1 1132 . . 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 5157 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐴 → ((norm𝑦) ≤ 1 ↔ (norm𝐴) ≤ 1))
7 2fveq3 6911 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝐴 → (norm‘(𝑇𝑦)) = (norm‘(𝑇𝐴)))
87eqeq2d 2745 . . . . . . . 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 2734 . . . . . . . 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 3621 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦))))
14 fvex 6919 . . . . . 6 (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ V
15 eqeq1 2738 . . . . . . . 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 3176 . . . . . 6 (𝑥 = (norm‘(𝑇𝐴)) → (∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ (norm‘(𝑇𝐴)) = (norm‘(𝑇𝑦)))))
1814, 17elab 3680 . . . . 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 1129 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ∈ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))})
21 supxrub 13362 . . 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 31884 . . 3 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (normop𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
24233ad2ant1 1132 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (normop𝑇) = sup({𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ ℋ ((norm𝑦) ≤ 1 ∧ 𝑥 = (norm‘(𝑇𝑦)))}, ℝ*, < ))
2522, 24breqtrrd 5175 1 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ (norm𝐴) ≤ 1) → (norm‘(𝑇𝐴)) ≤ (normop𝑇))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1536  wcel 2105  {cab 2711  wrex 3067  wss 3962   class class class wbr 5147  wf 6558  cfv 6562  supcsup 9477  cr 11151  1c1 11153  *cxr 11291   < clt 11292  cle 11293  chba 30947  normcno 30951  normopcnop 30973
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-hilex 31027  ax-hfvadd 31028  ax-hvcom 31029  ax-hvass 31030  ax-hv0cl 31031  ax-hvaddid 31032  ax-hfvmul 31033  ax-hvmulid 31034  ax-hvmulass 31035  ax-hvdistr1 31036  ax-hvdistr2 31037  ax-hvmul0 31038  ax-hfi 31107  ax-his1 31110  ax-his2 31111  ax-his3 31112  ax-his4 31113
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-er 8743  df-map 8866  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-sup 9479  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-rp 13032  df-seq 14039  df-exp 14099  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-grpo 30521  df-gid 30522  df-ablo 30573  df-vc 30587  df-nv 30620  df-va 30623  df-ba 30624  df-sm 30625  df-0v 30626  df-nmcv 30628  df-hnorm 30996  df-hba 30997  df-hvsub 30999  df-nmop 31867
This theorem is referenced by:  nmopge0  31939  nmbdoplbi  32052  nmcoplbi  32056  nmophmi  32059  nmoptrii  32122  nmopcoi  32123
  Copyright terms: Public domain W3C validator