Theorem nmoub3i 31134

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 31022	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
5	1, 4	mpan 702	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
6		remulcl 11189	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
7	5, 6	sylan2 604	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
8	7	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
9		recn 11194	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
10	9	abscld 15495	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
11		remulcl 11189	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((abs‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
12	10, 5, 11	syl2an 607	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
13	12	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
14	10	ad2antrr 738	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
15		simpl 487	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
16	10	adantr 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
17	2, 3	nvge0 31034	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝐿‘𝑥))
18	1, 17	mpan 702	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → 0 ≤ (𝐿‘𝑥))
19	5, 18	jca 520	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋 → ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐿‘𝑥)))
20	19	adantl 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐿‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝐿‘𝑥)))
21		leabs 15355	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ≤ (abs‘𝐴))
22	21	adantr 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ≤ (abs‘𝐴))
23		lemul1a 12073	. . . . . . . . . . . 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 1400	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)))
25	24	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)))
26	5	adantl 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐿‘𝑥) ∈ ℝ)
27		1red 11213	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 1 ∈ ℝ)
28	9	absge0d 15503	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 0 ≤ (abs‘𝐴))
29	28	adantr 485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ≤ (abs‘𝐴))
30	16, 29	jca 520	. . . . . . . . . . . . 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 12074	. . . . . . . . . . . 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 591	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ≤ ((abs‘𝐴) · 1))
34	10	recnd 11241	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℂ)
35	34	mulridd 11230	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((abs‘𝐴) · 1) = (abs‘𝐴))
36	35	ad2antrr 738	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · 1) = (abs‘𝐴))
37	33, 36	breqtrd 5137	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → ((abs‘𝐴) · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
38	8, 13, 14, 25, 37	letrd 11371	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
39	38	adantlll 730	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝐿‘𝑥) ≤ 1) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))
40		nmoubi.w	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑊 ∈ NrmCVec
41		ffvelcdm 7076	. . . . . . . . . . . 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 31022	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ (𝑇‘𝑥) ∈ 𝑌) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
45	40, 41, 44	sylancr 598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
46	45	adantlr 727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ∈ ℝ)
47	7	adantll 726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 · (𝐿‘𝑥)) ∈ ℝ)
48	10	ad2antlr 739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
49		letr 11308	. . . . . . . . . 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 1398	. . . . . . . . 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 485	. . . . . . . 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 706	. . . . . . 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 417	. . . . . 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 3177	. . . 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 411	. . 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 11263	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (abs‘𝐴) ∈ ℝ*)
58		nmoubi.3	. . . . . 6 ⊢ 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
59	2, 42, 3, 43, 58, 1, 40	nmoubi 31133	. . . . 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 604	. . . 4 ⊢ ((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))))
61	60	biimpar 482	. . 3 ⊢ (((𝑇:𝑋⟶𝑌 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐿‘𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇‘𝑥)) ≤ (abs‘𝐴))) → (𝑁‘𝑇) ≤ (abs‘𝐴))
62	56, 61	syldan 602	. 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 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  ∀wral 3079   class class class wbr 5109  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  ℝcr 11103  0cc0 11104  1c1 11105   · cmul 11109  ℝ^*cxr 11246   ≤ cle 11248  abscabs 15290  NrmCVeccnv 30945  BaseSetcba 30947  norm_CVcnmcv 30951   normOp_OLD cnmoo 31102

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11160  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180  ax-pre-mulgt0 11181  ax-pre-sup 11182

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9398  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11876  df-nn 12238  df-2 12307  df-3 12308  df-n0 12509  df-z 12596  df-uz 12867  df-rp 13021  df-seq 14043  df-exp 14103  df-cj 15155  df-re 15156  df-im 15157  df-sqrt 15291  df-abs 15292  df-grpo 30854  df-gid 30855  df-ginv 30856  df-ablo 30906  df-vc 30920  df-nv 30953  df-va 30956  df-ba 30957  df-sm 30958  df-0v 30959  df-nmcv 30961  df-nmoo 31106

This theorem is used by:  nmoub2i  31135  isblo3i  31162