Theorem nmoval 24736

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 24735	. . . 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 6908	. . 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 6905	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑓‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
8	7	fveq2d 6910	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) = (𝑀‘(𝐹‘𝑥)))
9	8	breq1d 5153	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → ((𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥)) ↔ (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))))
10	9	ralbidv 3178	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝑓‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))))
11	10	rabbidv 3444	. . . . 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 9517	. . . 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 2737	. . . 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 13183	. . . . 5 ⊢ < Or ℝ*
15	14	infex 9533	. . . 4 ⊢ inf({𝑟 ∈ (0[,)+∞) ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑉 (𝑀‘(𝐹‘𝑥)) ≤ (𝑟 · (𝐿‘𝑥))}, ℝ*, < ) ∈ V
16	12, 13, 15	fvmpt 7016	. . 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 2797	. 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 1110	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 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∀wral 3061  {crab 3436   class class class wbr 5143   ↦ cmpt 5225  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  infcinf 9481  0cc0 11155   · cmul 11160  +∞cpnf 11292  ℝ^*cxr 11294   < clt 11295   ≤ cle 11296  [,)cico 13389  Basecbs 17247   GrpHom cghm 19230  normcnm 24589  NrmGrpcngp 24590   normOp cnmo 24726

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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-id 5578  df-po 5592  df-so 5593  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-sup 9482  df-inf 9483  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-ico 13393  df-nmo 24729

This theorem is referenced by:  nmogelb  24737  nmolb  24738