MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nmcvcn Structured version   Unicode version

Theorem nmcvcn 25732
Description: The norm of a normed complex vector space is a continuous function. (Contributed by NM, 16-May-2007.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 10-Jan-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
nmcvcn.1  |-  N  =  ( normCV `  U )
nmcvcn.2  |-  C  =  ( IndMet `  U )
nmcvcn.j  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
nmcvcn.k  |-  K  =  ( topGen `  ran  (,) )
Assertion
Ref Expression
nmcvcn  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  N  e.  ( J  Cn  K ) )

Proof of Theorem nmcvcn
Dummy variables  e 
d  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2457 . . 3  |-  ( BaseSet `  U )  =  (
BaseSet `  U )
2 nmcvcn.1 . . 3  |-  N  =  ( normCV `  U )
31, 2nvf 25688 . 2  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  N : (
BaseSet `  U ) --> RR )
4 simprr 757 . . . 4  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  (
x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  e  e.  RR+ ) )  -> 
e  e.  RR+ )
51, 2nvcl 25689 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )
)  ->  ( N `  x )  e.  RR )
65ex 434 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( x  e.  ( BaseSet `  U )  ->  ( N `  x
)  e.  RR ) )
71, 2nvcl 25689 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  y  e.  ( BaseSet `  U )
)  ->  ( N `  y )  e.  RR )
87ex 434 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( y  e.  ( BaseSet `  U )  ->  ( N `  y
)  e.  RR ) )
96, 8anim12d 563 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( ( x  e.  ( BaseSet `  U
)  /\  y  e.  ( BaseSet `  U )
)  ->  ( ( N `  x )  e.  RR  /\  ( N `
 y )  e.  RR ) ) )
10 eqid 2457 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) )  =  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) )
1110remet 21421 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) )  e.  ( Met `  RR )
12 metcl 20961 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) )  e.  ( Met `  RR )  /\  ( N `  x )  e.  RR  /\  ( N `  y
)  e.  RR )  ->  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  e.  RR )
1311, 12mp3an1 1311 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N `  x
)  e.  RR  /\  ( N `  y )  e.  RR )  -> 
( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  e.  RR )
149, 13syl6 33 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( ( x  e.  ( BaseSet `  U
)  /\  y  e.  ( BaseSet `  U )
)  ->  ( ( N `  x )
( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  e.  RR ) )
15143impib 1194 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  e.  RR )
16 nmcvcn.2 . . . . . . . . . . . 12  |-  C  =  ( IndMet `  U )
171, 16imsmet 25724 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  C  e.  ( Met `  ( BaseSet `  U ) ) )
18 metcl 20961 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( C  e.  ( Met `  ( BaseSet `  U )
)  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( x C y )  e.  RR )
1917, 18syl3an1 1261 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( x C y )  e.  RR )
20 eqid 2457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( +v
`  U )  =  ( +v `  U
)
21 eqid 2457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( .sOLD `  U )  =  ( .sOLD `  U )
221, 20, 21, 2nvabs 25703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( abs `  (
( N `  x
)  -  ( N `
 y ) ) )  <_  ( N `  ( x ( +v
`  U ) (
-u 1 ( .sOLD `  U ) y ) ) ) )
2393impib 1194 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( ( N `
 x )  e.  RR  /\  ( N `
 y )  e.  RR ) )
2410remetdval 21420 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N `  x
)  e.  RR  /\  ( N `  y )  e.  RR )  -> 
( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  =  ( abs `  (
( N `  x
)  -  ( N `
 y ) ) ) )
2523, 24syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  =  ( abs `  (
( N `  x
)  -  ( N `
 y ) ) ) )
261, 20, 21, 2, 16imsdval2 25720 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( x C y )  =  ( N `  ( x ( +v `  U
) ( -u 1
( .sOLD `  U ) y ) ) ) )
2722, 25, 263brtr4d 4486 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y ) )
2815, 19, 27jca31 534 . . . . . . . . 9  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  y  e.  ( BaseSet
`  U ) )  ->  ( ( ( ( N `  x
) ( ( abs 
o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `  y
) )  e.  RR  /\  ( x C y )  e.  RR )  /\  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y ) ) )
29283expa 1196 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U ) )  /\  y  e.  ( BaseSet `  U ) )  -> 
( ( ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  e.  RR  /\  ( x C y )  e.  RR )  /\  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y ) ) )
30 rpre 11251 . . . . . . . 8  |-  ( e  e.  RR+  ->  e  e.  RR )
31 lelttr 9692 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  e.  RR  /\  (
x C y )  e.  RR  /\  e  e.  RR )  ->  (
( ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y )  /\  (
x C y )  <  e )  -> 
( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
32313expa 1196 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  e.  RR  /\  (
x C y )  e.  RR )  /\  e  e.  RR )  ->  ( ( ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  <_  (
x C y )  /\  ( x C y )  <  e
)  ->  ( ( N `  x )
( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  <  e
) )
3332expdimp 437 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  e.  RR  /\  ( x C y )  e.  RR )  /\  e  e.  RR )  /\  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y ) )  -> 
( ( x C y )  <  e  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
3433an32s 804 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  e.  RR  /\  ( x C y )  e.  RR )  /\  ( ( N `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <_  ( x C y ) )  /\  e  e.  RR )  ->  ( ( x C y )  <  e  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
3529, 30, 34syl2an 477 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( U  e.  NrmCVec 
/\  x  e.  (
BaseSet `  U ) )  /\  y  e.  (
BaseSet `  U ) )  /\  e  e.  RR+ )  ->  ( ( x C y )  < 
e  ->  ( ( N `  x )
( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) ( N `  y
) )  <  e
) )
3635ex 434 . . . . . 6  |-  ( ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U ) )  /\  y  e.  ( BaseSet `  U ) )  -> 
( e  e.  RR+  ->  ( ( x C y )  <  e  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) ) )
3736ralrimdva 2875 . . . . 5  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  x  e.  ( BaseSet `  U )
)  ->  ( e  e.  RR+  ->  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  e  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) ) )
3837impr 619 . . . 4  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  (
x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  e  e.  RR+ ) )  ->  A. y  e.  ( BaseSet
`  U ) ( ( x C y )  <  e  -> 
( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
39 breq2 4460 . . . . . . 7  |-  ( d  =  e  ->  (
( x C y )  <  d  <->  ( x C y )  < 
e ) )
4039imbi1d 317 . . . . . 6  |-  ( d  =  e  ->  (
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e )  <->  ( (
x C y )  <  e  ->  (
( N `  x
) ( ( abs 
o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `  y
) )  <  e
) ) )
4140ralbidv 2896 . . . . 5  |-  ( d  =  e  ->  ( A. y  e.  ( BaseSet
`  U ) ( ( x C y )  <  d  -> 
( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e )  <->  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  e  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) ) )
4241rspcev 3210 . . . 4  |-  ( ( e  e.  RR+  /\  A. y  e.  ( BaseSet `  U ) ( ( x C y )  <  e  ->  (
( N `  x
) ( ( abs 
o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `  y
) )  <  e
) )  ->  E. d  e.  RR+  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
434, 38, 42syl2anc 661 . . 3  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  (
x  e.  ( BaseSet `  U )  /\  e  e.  RR+ ) )  ->  E. d  e.  RR+  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
4443ralrimivva 2878 . 2  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  A. x  e.  (
BaseSet `  U ) A. e  e.  RR+  E. d  e.  RR+  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) )
451, 16imsxmet 25725 . . 3  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  C  e.  ( *Met `  ( BaseSet
`  U ) ) )
4610rexmet 21422 . . 3  |-  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) )  e.  ( *Met `  RR )
47 nmcvcn.j . . . 4  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
48 nmcvcn.k . . . . 5  |-  K  =  ( topGen `  ran  (,) )
49 eqid 2457 . . . . . 6  |-  ( MetOpen `  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) )  =  ( MetOpen `  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) ) )
5010, 49tgioo 21427 . . . . 5  |-  ( topGen ` 
ran  (,) )  =  (
MetOpen `  ( ( abs 
o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) )
5148, 50eqtri 2486 . . . 4  |-  K  =  ( MetOpen `  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) )
5247, 51metcn 21172 . . 3  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  ( BaseSet `  U ) )  /\  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR 
X.  RR ) )  e.  ( *Met `  RR ) )  -> 
( N  e.  ( J  Cn  K )  <-> 
( N : (
BaseSet `  U ) --> RR 
/\  A. x  e.  (
BaseSet `  U ) A. e  e.  RR+  E. d  e.  RR+  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) ) ) )
5345, 46, 52sylancl 662 . 2  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  ( N  e.  ( J  Cn  K
)  <->  ( N :
( BaseSet `  U ) --> RR  /\  A. x  e.  ( BaseSet `  U ) A. e  e.  RR+  E. d  e.  RR+  A. y  e.  ( BaseSet `  U )
( ( x C y )  <  d  ->  ( ( N `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( RR  X.  RR ) ) ( N `
 y ) )  <  e ) ) ) )
543, 44, 53mpbir2and 922 1  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  N  e.  ( J  Cn  K ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1395    e. wcel 1819   A.wral 2807   E.wrex 2808   class class class wbr 4456    X. cxp 5006   ran crn 5009    |` cres 5010    o. ccom 5012   -->wf 5590   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   RRcr 9508   1c1 9510    < clt 9645    <_ cle 9646    - cmin 9824   -ucneg 9825   RR+crp 11245   (,)cioo 11554   abscabs 13079   topGenctg 14855   *Metcxmt 18530   Metcme 18531   MetOpencmopn 18535    Cn ccn 19852   NrmCVeccnv 25604   +vcpv 25605   BaseSetcba 25606   .sOLDcns 25607   normCVcnmcv 25610   IndMetcims 25611
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-rep 4568  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591  ax-cnex 9565  ax-resscn 9566  ax-1cn 9567  ax-icn 9568  ax-addcl 9569  ax-addrcl 9570  ax-mulcl 9571  ax-mulrcl 9572  ax-mulcom 9573  ax-addass 9574  ax-mulass 9575  ax-distr 9576  ax-i2m1 9577  ax-1ne0 9578  ax-1rid 9579  ax-rnegex 9580  ax-rrecex 9581  ax-cnre 9582  ax-pre-lttri 9583  ax-pre-lttrn 9584  ax-pre-ltadd 9585  ax-pre-mulgt0 9586  ax-pre-sup 9587  ax-addf 9588  ax-mulf 9589
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-nel 2655  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-iun 4334  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-riota 6258  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-er 7329  df-map 7440  df-en 7536  df-dom 7537  df-sdom 7538  df-sup 7919  df-pnf 9647  df-mnf 9648  df-xr 9649  df-ltxr 9650  df-le 9651  df-sub 9826  df-neg 9827  df-div 10228  df-nn 10557  df-2 10615  df-3 10616  df-n0 10817  df-z 10886  df-uz 11107  df-q 11208  df-rp 11246  df-xneg 11343  df-xadd 11344  df-xmul 11345  df-ioo 11558  df-seq 12111  df-exp 12170  df-cj 12944  df-re 12945  df-im 12946  df-sqrt 13080  df-abs 13081  df-topgen 14861  df-psmet 18538  df-xmet 18539  df-met 18540  df-bl 18541  df-mopn 18542  df-top 19526  df-bases 19528  df-topon 19529  df-cn 19855  df-cnp 19856  df-grpo 25320  df-gid 25321  df-ginv 25322  df-gdiv 25323  df-ablo 25411  df-vc 25566  df-nv 25612  df-va 25615  df-ba 25616  df-sm 25617  df-0v 25618  df-vs 25619  df-nmcv 25620  df-ims 25621
This theorem is referenced by:  nmcnc  25733
  Copyright terms: Public domain W3C validator