HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  hhcnf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hhcnf 28994
Description: The continuous functionals of Hilbert space. (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
hhcn.1 𝐷 = (norm ∘ − )
hhcn.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
hhcn.4 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
Assertion
Ref Expression
hhcnf ContFn = (𝐽 Cn 𝐾)

Proof of Theorem hhcnf
Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 𝑧 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-rab 3023 . 2 {𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)} = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))}
2 df-cnfn 28936 . 2 ContFn = {𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∣ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)}
3 hhcn.1 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐷 = (norm ∘ − )
43hilmetdval 28283 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑥 𝑤)))
5 normsub 28230 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (norm‘(𝑥 𝑤)) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
64, 5eqtrd 2758 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
76adantll 752 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑥𝐷𝑤) = (norm‘(𝑤 𝑥)))
87breq1d 4770 . . . . . . . . . 10 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 ↔ (norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧))
9 ffvelrn 6472 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑡𝑥) ∈ ℂ)
10 ffvelrn 6472 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (𝑡𝑤) ∈ ℂ)
119, 10anim12dan 918 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ))
12 eqid 2724 . . . . . . . . . . . . . . 15 (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
1312cnmetdval 22696 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑥) − (𝑡𝑤))))
14 abssub 14186 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → (abs‘((𝑡𝑥) − (𝑡𝑤))) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1513, 14eqtrd 2758 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑡𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝑡𝑤) ∈ ℂ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1611, 15syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑤 ∈ ℋ)) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1716anassrs 683 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) = (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))))
1817breq1d 4770 . . . . . . . . . 10 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦 ↔ (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))
198, 18imbi12d 333 . . . . . . . . 9 (((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑤 ∈ ℋ) → (((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2019ralbidva 3087 . . . . . . . 8 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2120rexbidv 3154 . . . . . . 7 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∃𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2221ralbidv 3088 . . . . . 6 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2322ralbidva 3087 . . . . 5 (𝑡: ℋ⟶ℂ → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
2423pm5.32i 672 . . . 4 ((𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
253hilxmet 28282 . . . . 5 𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ)
26 cnxmet 22698 . . . . 5 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
27 hhcn.2 . . . . . 6 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
28 hhcn.4 . . . . . . 7 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
2928cnfldtopn 22707 . . . . . 6 𝐾 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
3027, 29metcn 22470 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘ ℋ) ∧ (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)) → (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦))))
3125, 26, 30mp2an 710 . . . 4 (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((𝑥𝐷𝑤) < 𝑧 → ((𝑡𝑥)(abs ∘ − )(𝑡𝑤)) < 𝑦)))
32 cnex 10130 . . . . . 6 ℂ ∈ V
33 ax-hilex 28086 . . . . . 6 ℋ ∈ V
3432, 33elmap 8003 . . . . 5 (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ↔ 𝑡: ℋ⟶ℂ)
3534anbi1i 733 . . . 4 ((𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)) ↔ (𝑡: ℋ⟶ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
3624, 31, 353bitr4i 292 . . 3 (𝑡 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦)))
3736abbi2i 2840 . 2 (𝐽 Cn 𝐾) = {𝑡 ∣ (𝑡 ∈ (ℂ ↑𝑚 ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℋ ((norm‘(𝑤 𝑥)) < 𝑧 → (abs‘((𝑡𝑤) − (𝑡𝑥))) < 𝑦))}
381, 2, 373eqtr4i 2756 1 ContFn = (𝐽 Cn 𝐾)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1596  wcel 2103  {cab 2710  wral 3014  wrex 3015  {crab 3018   class class class wbr 4760  ccom 5222  wf 5997  cfv 6001  (class class class)co 6765  𝑚 cmap 7974  cc 10047   < clt 10187  cmin 10379  +crp 11946  abscabs 14094  TopOpenctopn 16205  ∞Metcxmt 19854  MetOpencmopn 19859  fldccnfld 19869   Cn ccn 21151  chil 28006  normcno 28010   cmv 28012  ContFnccnfn 28040
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-rep 4879  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126  ax-pre-sup 10127  ax-addf 10128  ax-mulf 10129  ax-hilex 28086  ax-hfvadd 28087  ax-hvcom 28088  ax-hvass 28089  ax-hv0cl 28090  ax-hvaddid 28091  ax-hfvmul 28092  ax-hvmulid 28093  ax-hvmulass 28094  ax-hvdistr1 28095  ax-hvdistr2 28096  ax-hvmul0 28097  ax-hfi 28166  ax-his1 28169  ax-his2 28170  ax-his3 28171  ax-his4 28172
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rmo 3022  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-int 4584  df-iun 4630  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-1o 7680  df-oadd 7684  df-er 7862  df-map 7976  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-fin 8076  df-sup 8464  df-inf 8465  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-div 10798  df-nn 11134  df-2 11192  df-3 11193  df-4 11194  df-5 11195  df-6 11196  df-7 11197  df-8 11198  df-9 11199  df-n0 11406  df-z 11491  df-dec 11607  df-uz 11801  df-q 11903  df-rp 11947  df-xneg 12060  df-xadd 12061  df-xmul 12062  df-fz 12441  df-seq 12917  df-exp 12976  df-cj 13959  df-re 13960  df-im 13961  df-sqrt 14095  df-abs 14096  df-struct 15982  df-ndx 15983  df-slot 15984  df-base 15986  df-plusg 16077  df-mulr 16078  df-starv 16079  df-tset 16083  df-ple 16084  df-ds 16087  df-unif 16088  df-rest 16206  df-topn 16207  df-topgen 16227  df-psmet 19861  df-xmet 19862  df-met 19863  df-bl 19864  df-mopn 19865  df-cnfld 19870  df-top 20822  df-topon 20839  df-bases 20873  df-cn 21154  df-cnp 21155  df-grpo 27577  df-gid 27578  df-ginv 27579  df-gdiv 27580  df-ablo 27629  df-vc 27644  df-nv 27677  df-va 27680  df-ba 27681  df-sm 27682  df-0v 27683  df-vs 27684  df-nmcv 27685  df-ims 27686  df-hnorm 28055  df-hvsub 28058  df-cnfn 28936
This theorem is referenced by:  nlelchi  29150
  Copyright terms: Public domain W3C validator