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

Theorem nmopub 32275
Description: An upper bound for an operator norm. (Contributed by NM, 7-Mar-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
nmopub ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → ((normop𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑇

Proof of Theorem nmopub
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nmopval 32223 . . . 4 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (normop𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
21adantr 486 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → (normop𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
32breq1d 5122 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → ((normop𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
4 nmopsetretALT 32230 . . . . 5 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
5 ressxr 11263 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
64, 5sstrdi 3952 . . . 4 (𝑇: ℋ⟶ ℋ → {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*)
7 supxrleub 13362 . . . 4 (({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*𝐴 ∈ ℝ*) → (sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
86, 7sylan 592 . . 3 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → (sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
9 ancom 466 . . . . . . 7 (((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥))) ↔ (𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1))
10 eqeq1 2770 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)) ↔ 𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥))))
1110anbi1d 643 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑧 → ((𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) ↔ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1)))
129, 11bitrid 286 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → (((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥))) ↔ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1)))
1312rexbidv 3192 . . . . 5 (𝑦 = 𝑧 → (∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥))) ↔ ∃𝑥 ∈ ℋ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1)))
1413ralab 3659 . . . 4 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑧(∃𝑥 ∈ ℋ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
15 ralcom4 3294 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧𝑥 ∈ ℋ ((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
16 impexp 456 . . . . . . . 8 (((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) → ((norm𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
1716albii 1852 . . . . . . 7 (∀𝑧((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) → ((norm𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
18 fvex 6898 . . . . . . . 8 (norm‘(𝑇𝑥)) ∈ V
19 breq1 5115 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) → (𝑧𝐴 ↔ (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
2019imbi2d 343 . . . . . . . 8 (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) → (((norm𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴) ↔ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
2118, 20ceqsalv 3497 . . . . . . 7 (∀𝑧(𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) → ((norm𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)) ↔ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
2217, 21bitri 278 . . . . . 6 (∀𝑧((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
2322ralbii 3114 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑧((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
24 r19.23v 3195 . . . . . 6 (∀𝑥 ∈ ℋ ((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ (∃𝑥 ∈ ℋ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
2524albii 1852 . . . . 5 (∀𝑧𝑥 ∈ ℋ ((𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥 ∈ ℋ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
2615, 23, 253bitr3i 304 . . . 4 (∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥 ∈ ℋ (𝑧 = (norm‘(𝑇𝑥)) ∧ (norm𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
2714, 26bitr4i 281 . . 3 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
288, 27bitrdi 290 . 2 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → (sup({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (norm‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
293, 28bitrd 282 1 ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → ((normop𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ((norm𝑥) ≤ 1 → (norm‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401  wal 1568   = wceq 1570  wcel 2146  {cab 2744  wral 3082  wrex 3092  wss 3908   class class class wbr 5112  wf 6536  cfv 6540  supcsup 9402  cr 11109  1c1 11111  *cxr 11252   < clt 11253  cle 11254  chba 31286  normcno 31290  normopcnop 31312
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-sep 5260  ax-nul 5272  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7738  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-hilex 31366  ax-hv0cl 31370  ax-hvmul0 31377  ax-hfi 31446  ax-his1 31449  ax-his3 31451  ax-his4 31452
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4876  df-iun 4961  df-br 5113  df-opab 5177  df-mpt 5196  df-tr 5222  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-map 8828  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-sup 9404  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11882  df-nn 12244  df-2 12313  df-3 12314  df-n0 12515  df-z 12602  df-uz 12873  df-rp 13027  df-seq 14049  df-exp 14109  df-cj 15161  df-re 15162  df-im 15163  df-sqrt 15297  df-hnorm 31335  df-nmop 32206
This theorem is used by:  nmopub2tALT  32276  nmophmi  32398  nmopadjlem  32456  nmoptrii  32461  nmopcoi  32462  nmopcoadji  32468
  Copyright terms: Public domain W3C validator