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

Theorem nmoubi 29242
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 29233 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → (𝑁𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
91, 2, 8mp3an12 1450 . . . . 5 (𝑇:𝑋𝑌 → (𝑁𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
109breq1d 5095 . . . 4 (𝑇:𝑋𝑌 → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
1110adantr 481 . . 3 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
124, 6nmosetre 29234 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
132, 12mpan 687 . . . . 5 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
14 ressxr 11089 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
1513, 14sstrdi 3942 . . . 4 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*)
16 supxrleub 13130 . . . 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 580 . . 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 278 . 2 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
19 eqeq1 2741 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ↔ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))))
2019anbi2d 629 . . . . 5 (𝑦 = 𝑧 → (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2120rexbidv 3172 . . . 4 (𝑦 = 𝑧 → (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2221ralab 3637 . . 3 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
23 ralcom4 3266 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
24 ancomst 465 . . . . . . . 8 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
25 impexp 451 . . . . . . . 8 (((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2624, 25bitri 274 . . . . . . 7 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2726albii 1820 . . . . . 6 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
28 fvex 6822 . . . . . . 7 (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∈ V
29 breq1 5088 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (𝑧𝐴 ↔ (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3029imbi2d 340 . . . . . . 7 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
3128, 30ceqsalv 3476 . . . . . 6 (∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3227, 31bitri 274 . . . . 5 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3332ralbii 3093 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
34 r19.23v 3176 . . . . 5 (∀𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3534albii 1820 . . . 4 (∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3623, 33, 353bitr3i 300 . . 3 (∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3722, 36bitr4i 277 . 2 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3818, 37bitrdi 286 1 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  wal 1538   = wceq 1540  wcel 2105  {cab 2714  wral 3062  wrex 3071  wss 3896   class class class wbr 5085  wf 6459  cfv 6463  (class class class)co 7313  supcsup 9267  cr 10940  1c1 10942  *cxr 11078   < clt 11079  cle 11080  NrmCVeccnv 29054  BaseSetcba 29056  normCVcnmcv 29060   normOpOLD cnmoo 29211
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2708  ax-rep 5222  ax-sep 5236  ax-nul 5243  ax-pow 5301  ax-pr 5365  ax-un 7626  ax-cnex 10997  ax-resscn 10998  ax-1cn 10999  ax-icn 11000  ax-addcl 11001  ax-addrcl 11002  ax-mulcl 11003  ax-mulrcl 11004  ax-mulcom 11005  ax-addass 11006  ax-mulass 11007  ax-distr 11008  ax-i2m1 11009  ax-1ne0 11010  ax-1rid 11011  ax-rnegex 11012  ax-rrecex 11013  ax-cnre 11014  ax-pre-lttri 11015  ax-pre-lttrn 11016  ax-pre-ltadd 11017  ax-pre-mulgt0 11018  ax-pre-sup 11019
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3405  df-v 3443  df-sbc 3726  df-csb 3842  df-dif 3899  df-un 3901  df-in 3903  df-ss 3913  df-nul 4267  df-if 4470  df-pw 4545  df-sn 4570  df-pr 4572  df-op 4576  df-uni 4849  df-iun 4937  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5169  df-id 5505  df-po 5519  df-so 5520  df-xp 5611  df-rel 5612  df-cnv 5613  df-co 5614  df-dm 5615  df-rn 5616  df-res 5617  df-ima 5618  df-iota 6415  df-fun 6465  df-fn 6466  df-f 6467  df-f1 6468  df-fo 6469  df-f1o 6470  df-fv 6471  df-riota 7270  df-ov 7316  df-oprab 7317  df-mpo 7318  df-1st 7874  df-2nd 7875  df-er 8544  df-map 8663  df-en 8780  df-dom 8781  df-sdom 8782  df-sup 9269  df-pnf 11081  df-mnf 11082  df-xr 11083  df-ltxr 11084  df-le 11085  df-sub 11277  df-neg 11278  df-vc 29029  df-nv 29062  df-va 29065  df-ba 29066  df-sm 29067  df-0v 29068  df-nmcv 29070  df-nmoo 29215
This theorem is referenced by:  nmoub3i  29243  nmobndi  29245  ubthlem2  29341
  Copyright terms: Public domain W3C validator