Theorem nmoub3i 31402

Description: An upper bound for an operator norm. (Contributed by NM, 12-Dec-2007.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
nmoubi.1	⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
nmoubi.y	⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
nmoubi.l	⊢ 𝐿 = (normCV‘𝑈)
nmoubi.m	⊢ 𝑀 = (normCV‘𝑊)
nmoubi.3	⊢ 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
nmoubi.u	⊢ 𝑈 ∈ NrmCVec
nmoubi.w	⊢ 𝑊 ∈ NrmCVec

Assertion

Ref	Expression
nmoub3i	⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥))) → (𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐿   𝑥,𝑈   𝑥,𝑊   𝑥,𝑌   𝑥,𝑀   𝑥,𝑇   𝑥,𝑋

Allowed substitution hint:   𝑁(𝑥)

Proof of Theorem nmoub3i

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nmoubi.u	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑈 ∈ NrmCVec
2		nmoubi.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
3		nmoubi.l	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐿 = (normCV‘𝑈)
4	2, 3	nvcl 31290	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
5	1, 4	mpan 703	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
6		remulcl 11309	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
7	5, 6	sylan2 605	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
8	7	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
9		recn 11314	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
10	9	abscld 15632	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
11		remulcl 11309	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
12	10, 5, 11	syl2an 608	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
13	12	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
14	10	ad2antrr 739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
15		simpl 488	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
16	10	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
17	2, 3	nvge0 31302	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝐿‘𝑥))
18	1, 17	mpan 703	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → 0 ≤ (𝐿‘𝑥))
19	5, 18	jca 521	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐿‘𝑥)))
20	19	adantl 487	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐿‘𝑥)))
21		leabs 15492	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ≤ (abs‘𝐴))
22	21	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ≤ (abs‘𝐴))
23		lemul1a 12195	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐿‘𝑥))) ∧ 𝐴 ≤ (abs‘𝐴)) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)))
24	15, 16, 20, 22, 23	syl31anc 1401	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)))
25	24	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)))
26	5	adantl 487	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
27		1red 11333	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 1 ∈ ℝ)
28	9	absge0d 15640	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 0 ≤ (abs‘𝐴))
29	28	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐴))
30	16, 29	jca 521	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (abs‘𝐴)))
31	26, 27, 30	3jca 1146	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (abs‘𝐴))))
32		lemul2a 12196	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (abs‘𝐴))) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · 1))
33	31, 32	sylan 592	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · 1))
34	10	recnd 11361	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℂ)
35	34	mulridd 11350	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((abs‘𝐴) · 1) = (abs‘𝐴))
36	35	ad2antrr 739	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · 1) = (abs‘𝐴))
37	33, 36	breqtrd 5134	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
38	8, 13, 14, 25, 37	letrd 11491	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
39	38	adantlll 731	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
40		nmoubi.w	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑊 ∈ NrmCVec
41		ffvelcdm 7102	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑇‘𝑥) ∈ 𝑌)
42		nmoubi.y	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
43		nmoubi.m	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑀 = (normCV‘𝑊)
44	42, 43	nvcl 31290	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ (𝑇‘𝑥) ∈ 𝑌) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
45	40, 41, 44	sylancr 599	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
46	45	adantlr 728	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
47	7	adantll 727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
48	10	ad2antlr 740	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
49		letr 11428	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ ∧ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ ∧ (abs‘𝐴) ∈ ℝ) → (((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∧ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)))
50	46, 47, 48, 49	syl3anc 1399	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∧ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)))
51	50	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∧ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)))
52	39, 51	mpan2d 707	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)))
53	52	ex 418	. . . . . 6 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → ((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
54	53	com23 87	. . . . 5 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) → ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
55	54	ralimdva 3178	. . . 4 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
56	55	imp 412	. . 3 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥))) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴)))
57	10	rexrd 11383	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℝ*)
58		nmoubi.3	. . . . . 6 ⊢ 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
59	2, 42, 3, 43, 58, 1, 40	nmoubi 31401	. . . . 5 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ (abs‘𝐴) ∈ ℝ*) → ((𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
60	57, 59	sylan2 605	. . . 4 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
61	60	biimpar 483	. . 3 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))) → (𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴))
62	56, 61	syldan 603	. 2 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥))) → (𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴))
63	62	3impa 1127	1 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (𝐴 · (𝐿‘𝑥))) → (𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   class class class wbr 5106  ⟶wf 6551  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   · cmul 11229  ℝ^*cxr 11366   ≤ cle 11368  abscabs 15427  NrmCVeccnv 31213  BaseSetcba 31215  norm_CVcnmcv 31219   normOp_OLD cnmoo 31370

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-sup 9458  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-seq 14169  df-exp 14229  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-grpo 31122  df-gid 31123  df-ginv 31124  df-ablo 31174  df-vc 31188  df-nv 31221  df-va 31224  df-ba 31225  df-sm 31226  df-0v 31227  df-nmcv 31229  df-nmoo 31374

This theorem is used by:  nmoub2i  31403  isblo3i  31430