Theorem nmoval 22927

Description: Value of the operator norm. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Oct-2015.) (Revised by AV, 26-Sep-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
nmofval.1	⊢ 𝑁 = (𝑆 normOp 𝑇)
nmofval.2	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑆)
nmofval.3	⊢ 𝐿 = (norm‘𝑆)
nmofval.4	⊢ 𝑀 = (norm‘𝑇)

Assertion

Ref	Expression
nmoval	⊢ ((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑇 ∈ NrmGrp ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → (𝑁‘𝐹) = inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑟,𝐿   𝑀,𝑟,𝑥   𝑆,𝑟,𝑥   𝑇,𝑟,𝑥   𝐹,𝑟,𝑥   𝑉,𝑟,𝑥   𝑁,𝑟,𝑥

Proof of Theorem nmoval

Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nmofval.1	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (𝑆 normOp 𝑇)
2		nmofval.2	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑆)
3		nmofval.3	. . . . 5 ⊢ 𝐿 = (norm‘𝑆)
4		nmofval.4	. . . . 5 ⊢ 𝑀 = (norm‘𝑇)
5	1, 2, 3, 4	nmofval 22926	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑇 ∈ NrmGrp) → 𝑁 = (𝑓 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↦ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < )))
6	5	fveq1d 6448	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑇 ∈ NrmGrp) → (𝑁‘𝐹) = ((𝑓 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↦ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))‘𝐹))
7		fveq1 6445	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑓‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
8	7	fveq2d 6450	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) = (𝑀‘(𝐹‘𝑥)))
9	8	breq1d 4896	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → ((𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥)) ↔ (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))))
10	9	ralbidv 3167	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))))
11	10	rabbidv 3385	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → {𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))} = {𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))})
12	11	infeq1d 8671	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ) = inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))
13		eqid 2777	. . . 4 ⊢ (𝑓 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↦ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < )) = (𝑓 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↦ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))
14		xrltso 12284	. . . . 5 ⊢ < Or ℝ*
15	14	infex 8687	. . . 4 ⊢ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ) ∈ V
16	12, 13, 15	fvmpt 6542	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) → ((𝑓 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↦ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))‘𝐹) = inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))
17	6, 16	sylan9eq 2833	. 2 ⊢ (((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑇 ∈ NrmGrp) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → (𝑁‘𝐹) = inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))
18	17	3impa 1097	1 ⊢ ((𝑆 ∈ NrmGrp ∧ 𝑇 ∈ NrmGrp ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → (𝑁‘𝐹) = inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 386   ∧ w3a 1071   = wceq 1601   ∈ wcel 2106  ∀wral 3089  {crab 3093   class class class wbr 4886   ↦ cmpt 4965  ‘cfv 6135  (class class class)co 6922  infcinf 8635  0cc0 10272   · cmul 10277  +∞cpnf 10408  ℝ^*cxr 10410   < clt 10411   ≤ cle 10412  [,)cico 12489  Basecbs 16255   GrpHom cghm 18041  normcnm 22789  NrmGrpcngp 22790   normOp cnmo 22917

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2054  ax-8 2108  ax-9 2115  ax-10 2134  ax-11 2149  ax-12 2162  ax-13 2333  ax-ext 2753  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349  ax-pre-sup 10350

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2550  df-eu 2586  df-clab 2763  df-cleq 2769  df-clel 2773  df-nfc 2920  df-ne 2969  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3399  df-sbc 3652  df-csb 3751  df-dif 3794  df-un 3796  df-in 3798  df-ss 3805  df-nul 4141  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-op 4404  df-uni 4672  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-id 5261  df-po 5274  df-so 5275  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-er 8026  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-sup 8636  df-inf 8637  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-ico 12493  df-nmo 22920

This theorem is referenced by:  nmogelb  22928  nmolb  22929