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

Theorem nmoubi 30707
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 30698 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → (𝑁𝑇) = sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ))
91, 2, 8mp3an12 1453 . . . . 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 480 . . 3 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ sup({𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}, ℝ*, < ) ≤ 𝐴))
124, 6nmosetre 30699 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋𝑌) → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
132, 12mpan 690 . . . . 5 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ)
14 ressxr 11224 . . . . 5 ℝ ⊆ ℝ*
1513, 14sstrdi 3961 . . . 4 (𝑇:𝑋𝑌 → {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))} ⊆ ℝ*)
16 supxrleub 13292 . . . 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 279 . 2 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴))
19 eqeq1 2734 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ↔ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))))
2019anbi2d 630 . . . . 5 (𝑦 = 𝑧 → (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2120rexbidv 3158 . . . 4 (𝑦 = 𝑧 → (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) ↔ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))))
2221ralab 3666 . . 3 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
23 ralcom4 3264 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
24 ancomst 464 . . . . . . . 8 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴))
25 impexp 450 . . . . . . . 8 (((𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∧ (𝐿𝑥) ≤ 1) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2624, 25bitri 275 . . . . . . 7 ((((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
2726albii 1819 . . . . . 6 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)))
28 fvex 6873 . . . . . . 7 (𝑀‘(𝑇𝑥)) ∈ V
29 breq1 5112 . . . . . . . 8 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (𝑧𝐴 ↔ (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3029imbi2d 340 . . . . . . 7 (𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → (((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
3128, 30ceqsalv 3490 . . . . . 6 (∀𝑧(𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥)) → ((𝐿𝑥) ≤ 1 → 𝑧𝐴)) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3227, 31bitri 275 . . . . 5 (∀𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3332ralbii 3076 . . . 4 (∀𝑥𝑋𝑧(((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
34 r19.23v 3162 . . . . 5 (∀𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ (∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3534albii 1819 . . . 4 (∀𝑧𝑥𝑋 (((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3623, 33, 353bitr3i 301 . . 3 (∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴) ↔ ∀𝑧(∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑧 = (𝑀‘(𝑇𝑥))) → 𝑧𝐴))
3722, 36bitr4i 278 . 2 (∀𝑧 ∈ {𝑦 ∣ ∃𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 ∧ 𝑦 = (𝑀‘(𝑇𝑥)))}𝑧𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴))
3818, 37bitrdi 287 1 ((𝑇:𝑋𝑌𝐴 ∈ ℝ*) → ((𝑁𝑇) ≤ 𝐴 ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝐿𝑥) ≤ 1 → (𝑀‘(𝑇𝑥)) ≤ 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  wal 1538   = wceq 1540  wcel 2109  {cab 2708  wral 3045  wrex 3054  wss 3916   class class class wbr 5109  wf 6509  cfv 6513  (class class class)co 7389  supcsup 9397  cr 11073  1c1 11075  *cxr 11213   < clt 11214  cle 11215  NrmCVeccnv 30519  BaseSetcba 30521  normCVcnmcv 30525   normOpOLD cnmoo 30676
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151  ax-pre-sup 11152
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-id 5535  df-po 5548  df-so 5549  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-er 8673  df-map 8803  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-sup 9399  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-vc 30494  df-nv 30527  df-va 30530  df-ba 30531  df-sm 30532  df-0v 30533  df-nmcv 30535  df-nmoo 30680
This theorem is referenced by:  nmoub3i  30708  nmobndi  30710  ubthlem2  30806
  Copyright terms: Public domain W3C validator