MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nmoubi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nmoubi 31124
Description: An upper bound for an operator norm. (Contributed by NM, 11-Dec-2007.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nmoubi.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
nmoubi.y 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
nmoubi.l 𝐿 = (normCV𝑈)
nmoubi.m 𝑀 = (normCV𝑊)
nmoubi.3 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
nmoubi.u 𝑈 ∈ NrmCVec
nmoubi.w 𝑊 ∈ NrmCVec
Assertion
Ref Expression
nmoubi ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 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 nmoubi
Dummy variables 𝑧 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nmoubi.u . . . . . 6 𝑈 ∈ NrmCVec
2 nmoubi.w . . . . . 6 𝑊 ∈ NrmCVec
3 nmoubi.1 . . . . . . 7 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
4 nmoubi.y . . . . . . 7 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
5 nmoubi.l . . . . . . 7 𝐿 = (normCV𝑈)
6 nmoubi.m . . . . . . 7 𝑀 = (normCV𝑊)
7 nmoubi.3 . . . . . . 7 𝑁 = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
83, 4, 5, 6, 7nmooval 31115 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → (𝑁𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
91, 2, 8mp3an12 1480 . . . . 5 (𝑇:𝑋𝑌 → (𝑁𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
109breq1d 5119 . . . 4 (𝑇:𝑋𝑌 → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
1110adantr 485 . . 3 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
124, 6nmosetre 31116 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
132, 12mpan 702 . . . . 5 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
14 ressxr 11248 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
1513, 14sstrdi 3949 . . . 4 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*)
16 supxrleub 13347 . . . 4 (({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*𝐴 ∈ ℝ*) → (sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
1715, 16sylan 591 . . 3 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → (sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
1811, 17bitrd 282 . 2 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
19 eqeq1 2767 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ↔ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))))
2019anbi2d 641 . . . . 5 (𝑦 = 𝑧 → (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2120rexbidv 3189 . . . 4 (𝑦 = 𝑧 → (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2221ralab 3656 . . 3 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
23 ralcom4 3291 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
24 ancomst 469 . . . . . . . 8 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
25 impexp 455 . . . . . . . 8 (((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2624, 25bitri 278 . . . . . . 7 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2726albii 1849 . . . . . 6 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
28 fvex 6894 . . . . . . 7 (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∈ V
29 breq1 5112 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (𝑧𝐴 ↔ (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3029imbi2d 343 . . . . . . 7 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
3128, 30ceqsalv 3494 . . . . . 6 (∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3227, 31bitri 278 . . . . 5 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3332ralbii 3111 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
34 r19.23v 3192 . . . . 5 (∀𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3534albii 1849 . . . 4 (∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3623, 33, 353bitr3i 304 . . 3 (∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3722, 36bitr4i 281 . 2 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3818, 37bitrdi 290 1 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400  wal 1568   = wceq 1570  wcel 2143  {cab 2741  wral 3079  wrex 3089  wss 3905   class class class wbr 5109  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  supcsup 9396  cr 11094  1c1 11096  *cxr 11237   < clt 11238  cle 11239  NrmCVeccnv 30936  BaseSetcba 30938  normCVcnmcv 30942   normOpOLD cnmoo 31093
This theorem was proved from 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 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173
This theorem 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-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-id 5556  df-po 5569  df-so 5570  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-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-1st 7982  df-2nd 7983  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9398  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-vc 30911  df-nv 30944  df-va 30947  df-ba 30948  df-sm 30949  df-0v 30950  df-nmcv 30952  df-nmoo 31097
This theorem is referenced by:  nmoub3i  31125  nmobndi  31127  ubthlem2  31223
  Copyright terms: Public domain W3C validator