MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  isblo3i Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isblo3i 27886
Description: The predicate "is a bounded linear operator." Definition 2.7-1 of [Kreyszig] p. 91. (Contributed by NM, 11-Dec-2007.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
isblo3i.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
isblo3i.m 𝑀 = (normCV𝑈)
isblo3i.n 𝑁 = (normCV𝑊)
isblo3i.4 𝐿 = (𝑈 LnOp 𝑊)
isblo3i.5 𝐵 = (𝑈 BLnOp 𝑊)
isblo3i.u 𝑈 ∈ NrmCVec
isblo3i.w 𝑊 ∈ NrmCVec
Assertion
Ref Expression
isblo3i (𝑇𝐵 ↔ (𝑇𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐵   𝑥,𝐿   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝑥,𝑇,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑊,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hint:   𝐿(𝑦)

Proof of Theorem isblo3i
StepHypRef Expression
1 isblo3i.u . . . 4 𝑈 ∈ NrmCVec
2 isblo3i.w . . . 4 𝑊 ∈ NrmCVec
3 isblo3i.4 . . . . 5 𝐿 = (𝑈 LnOp 𝑊)
4 isblo3i.5 . . . . 5 𝐵 = (𝑈 BLnOp 𝑊)
53, 4bloln 27869 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇𝐵) → 𝑇𝐿)
61, 2, 5mp3an12 1527 . . 3 (𝑇𝐵𝑇𝐿)
7 isblo3i.1 . . . . . 6 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
8 eqid 2724 . . . . . 6 (BaseSet‘𝑊) = (BaseSet‘𝑊)
9 eqid 2724 . . . . . 6 (𝑈 normOpOLD 𝑊) = (𝑈 normOpOLD 𝑊)
107, 8, 9, 4nmblore 27871 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇𝐵) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ)
111, 2, 10mp3an12 1527 . . . 4 (𝑇𝐵 → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ)
12 isblo3i.m . . . . . 6 𝑀 = (normCV𝑈)
13 isblo3i.n . . . . . 6 𝑁 = (normCV𝑊)
147, 12, 13, 9, 4, 1, 2nmblolbi 27885 . . . . 5 ((𝑇𝐵𝑦𝑋) → (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦)))
1514ralrimiva 3068 . . . 4 (𝑇𝐵 → ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦)))
16 oveq1 6772 . . . . . . 7 (𝑥 = ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) → (𝑥 · (𝑀𝑦)) = (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦)))
1716breq2d 4772 . . . . . 6 (𝑥 = ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) → ((𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦)) ↔ (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦))))
1817ralbidv 3088 . . . . 5 (𝑥 = ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) → (∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦)) ↔ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦))))
1918rspcev 3413 . . . 4 ((((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) · (𝑀𝑦))) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦)))
2011, 15, 19syl2anc 696 . . 3 (𝑇𝐵 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦)))
216, 20jca 555 . 2 (𝑇𝐵 → (𝑇𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))))
22 simp1 1128 . . . . 5 ((𝑇𝐿𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → 𝑇𝐿)
237, 8, 3lnof 27840 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇𝐿) → 𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊))
241, 2, 23mp3an12 1527 . . . . . 6 (𝑇𝐿𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊))
257, 8, 9nmoxr 27851 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec ∧ 𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊)) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ*)
261, 2, 25mp3an12 1527 . . . . . . . 8 (𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ*)
27263ad2ant1 1125 . . . . . . 7 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ∈ ℝ*)
28 recn 10139 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
2928abscld 14295 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → (abs‘𝑥) ∈ ℝ)
3029rexrd 10202 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (abs‘𝑥) ∈ ℝ*)
31303ad2ant2 1126 . . . . . . 7 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → (abs‘𝑥) ∈ ℝ*)
32 pnfxr 10205 . . . . . . . 8 +∞ ∈ ℝ*
3332a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → +∞ ∈ ℝ*)
347, 8, 12, 13, 9, 1, 2nmoub3i 27858 . . . . . . 7 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) ≤ (abs‘𝑥))
35 ltpnf 12068 . . . . . . . . 9 ((abs‘𝑥) ∈ ℝ → (abs‘𝑥) < +∞)
3629, 35syl 17 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (abs‘𝑥) < +∞)
37363ad2ant2 1126 . . . . . . 7 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → (abs‘𝑥) < +∞)
3827, 31, 33, 34, 37xrlelttrd 12105 . . . . . 6 ((𝑇:𝑋⟶(BaseSet‘𝑊) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) < +∞)
3924, 38syl3an1 1472 . . . . 5 ((𝑇𝐿𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) < +∞)
409, 3, 4isblo 27867 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ NrmCVec) → (𝑇𝐵 ↔ (𝑇𝐿 ∧ ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) < +∞)))
411, 2, 40mp2an 710 . . . . 5 (𝑇𝐵 ↔ (𝑇𝐿 ∧ ((𝑈 normOpOLD 𝑊)‘𝑇) < +∞))
4222, 39, 41sylanbrc 701 . . . 4 ((𝑇𝐿𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → 𝑇𝐵)
4342rexlimdv3a 3135 . . 3 (𝑇𝐿 → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦)) → 𝑇𝐵))
4443imp 444 . 2 ((𝑇𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))) → 𝑇𝐵)
4521, 44impbii 199 1 (𝑇𝐵 ↔ (𝑇𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑋 (𝑁‘(𝑇𝑦)) ≤ (𝑥 · (𝑀𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1596  wcel 2103  wral 3014  wrex 3015   class class class wbr 4760  wf 5997  cfv 6001  (class class class)co 6765  cr 10048   · cmul 10054  +∞cpnf 10184  *cxr 10186   < clt 10187  cle 10188  abscabs 14094  NrmCVeccnv 27669  BaseSetcba 27671  normCVcnmcv 27675   LnOp clno 27825   normOpOLD cnmoo 27826   BLnOp cblo 27827
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
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-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-er 7862  df-map 7976  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-sup 8464  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-n0 11406  df-z 11491  df-uz 11801  df-rp 11947  df-seq 12917  df-exp 12976  df-cj 13959  df-re 13960  df-im 13961  df-sqrt 14095  df-abs 14096  df-grpo 27577  df-gid 27578  df-ginv 27579  df-ablo 27629  df-vc 27644  df-nv 27677  df-va 27680  df-ba 27681  df-sm 27682  df-0v 27683  df-nmcv 27685  df-lno 27829  df-nmoo 27830  df-blo 27831  df-0o 27832
This theorem is referenced by:  blo3i  27887  blocnilem  27889
  Copyright terms: Public domain W3C validator