Metamath Proof Explorer


Theorem blocni

Description: A linear operator is continuous iff it is bounded. Theorem 2.7-9(a) of Kreyszig p. 97. (Contributed by NM, 18-Dec-2007) (Revised by Mario Carneiro, 10-Jan-2014) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses blocni.8 C = IndMet U
blocni.d D = IndMet W
blocni.j J = MetOpen C
blocni.k K = MetOpen D
blocni.4 L = U LnOp W
blocni.5 B = U BLnOp W
blocni.u U NrmCVec
blocni.w W NrmCVec
blocni.l T L
Assertion blocni T J Cn K T B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 blocni.8 C = IndMet U
2 blocni.d D = IndMet W
3 blocni.j J = MetOpen C
4 blocni.k K = MetOpen D
5 blocni.4 L = U LnOp W
6 blocni.5 B = U BLnOp W
7 blocni.u U NrmCVec
8 blocni.w W NrmCVec
9 blocni.l T L
10 eqid BaseSet U = BaseSet U
11 eqid 0 vec U = 0 vec U
12 10 11 nvzcl U NrmCVec 0 vec U BaseSet U
13 7 12 ax-mp 0 vec U BaseSet U
14 10 1 imsmet U NrmCVec C Met BaseSet U
15 7 14 ax-mp C Met BaseSet U
16 metxmet C Met BaseSet U C ∞Met BaseSet U
17 15 16 ax-mp C ∞Met BaseSet U
18 3 mopntopon C ∞Met BaseSet U J TopOn BaseSet U
19 17 18 ax-mp J TopOn BaseSet U
20 19 toponunii BaseSet U = J
21 20 cncnpi T J Cn K 0 vec U BaseSet U T J CnP K 0 vec U
22 13 21 mpan2 T J Cn K T J CnP K 0 vec U
23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 blocnilem 0 vec U BaseSet U T J CnP K 0 vec U T B
24 13 22 23 sylancr T J Cn K T B
25 eleq1 T = U 0 op W T J Cn K U 0 op W J Cn K
26 simprr T B T U 0 op W x BaseSet U y + y +
27 eqid BaseSet W = BaseSet W
28 eqid U normOp OLD W = U normOp OLD W
29 10 27 28 6 nmblore U NrmCVec W NrmCVec T B U normOp OLD W T
30 7 8 29 mp3an12 T B U normOp OLD W T
31 eqid U 0 op W = U 0 op W
32 28 31 5 nmlnogt0 U NrmCVec W NrmCVec T L T U 0 op W 0 < U normOp OLD W T
33 7 8 9 32 mp3an T U 0 op W 0 < U normOp OLD W T
34 33 biimpi T U 0 op W 0 < U normOp OLD W T
35 30 34 anim12i T B T U 0 op W U normOp OLD W T 0 < U normOp OLD W T
36 elrp U normOp OLD W T + U normOp OLD W T 0 < U normOp OLD W T
37 35 36 sylibr T B T U 0 op W U normOp OLD W T +
38 37 adantr T B T U 0 op W x BaseSet U y + U normOp OLD W T +
39 26 38 rpdivcld T B T U 0 op W x BaseSet U y + y U normOp OLD W T +
40 simprl T B T U 0 op W x BaseSet U y + x BaseSet U
41 metcl C Met BaseSet U x BaseSet U w BaseSet U x C w
42 15 41 mp3an1 x BaseSet U w BaseSet U x C w
43 40 42 sylan T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U x C w
44 simplrr T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U y +
45 44 rpred T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U y
46 35 ad2antrr T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U U normOp OLD W T 0 < U normOp OLD W T
47 ltmuldiv2 x C w y U normOp OLD W T 0 < U normOp OLD W T U normOp OLD W T x C w < y x C w < y U normOp OLD W T
48 43 45 46 47 syl3anc T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U U normOp OLD W T x C w < y x C w < y U normOp OLD W T
49 id T B x BaseSet U T B x BaseSet U
50 49 ad2ant2r T B T U 0 op W x BaseSet U y + T B x BaseSet U
51 10 27 1 2 28 6 7 8 blometi T B x BaseSet U w BaseSet U T x D T w U normOp OLD W T x C w
52 51 3expa T B x BaseSet U w BaseSet U T x D T w U normOp OLD W T x C w
53 50 52 sylan T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U T x D T w U normOp OLD W T x C w
54 10 27 5 lnof U NrmCVec W NrmCVec T L T : BaseSet U BaseSet W
55 7 8 9 54 mp3an T : BaseSet U BaseSet W
56 55 ffvelrni x BaseSet U T x BaseSet W
57 55 ffvelrni w BaseSet U T w BaseSet W
58 27 2 imsmet W NrmCVec D Met BaseSet W
59 8 58 ax-mp D Met BaseSet W
60 metcl D Met BaseSet W T x BaseSet W T w BaseSet W T x D T w
61 59 60 mp3an1 T x BaseSet W T w BaseSet W T x D T w
62 56 57 61 syl2an x BaseSet U w BaseSet U T x D T w
63 40 62 sylan T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U T x D T w
64 remulcl U normOp OLD W T x C w U normOp OLD W T x C w
65 30 42 64 syl2an T B x BaseSet U w BaseSet U U normOp OLD W T x C w
66 65 anassrs T B x BaseSet U w BaseSet U U normOp OLD W T x C w
67 66 adantllr T B T U 0 op W x BaseSet U w BaseSet U U normOp OLD W T x C w
68 67 adantlrr T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U U normOp OLD W T x C w
69 lelttr T x D T w U normOp OLD W T x C w y T x D T w U normOp OLD W T x C w U normOp OLD W T x C w < y T x D T w < y
70 63 68 45 69 syl3anc T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U T x D T w U normOp OLD W T x C w U normOp OLD W T x C w < y T x D T w < y
71 53 70 mpand T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U U normOp OLD W T x C w < y T x D T w < y
72 48 71 sylbird T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U x C w < y U normOp OLD W T T x D T w < y
73 72 ralrimiva T B T U 0 op W x BaseSet U y + w BaseSet U x C w < y U normOp OLD W T T x D T w < y
74 breq2 z = y U normOp OLD W T x C w < z x C w < y U normOp OLD W T
75 74 rspceaimv y U normOp OLD W T + w BaseSet U x C w < y U normOp OLD W T T x D T w < y z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
76 39 73 75 syl2anc T B T U 0 op W x BaseSet U y + z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
77 76 ralrimivva T B T U 0 op W x BaseSet U y + z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
78 77 55 jctil T B T U 0 op W T : BaseSet U BaseSet W x BaseSet U y + z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
79 metxmet D Met BaseSet W D ∞Met BaseSet W
80 59 79 ax-mp D ∞Met BaseSet W
81 3 4 metcn C ∞Met BaseSet U D ∞Met BaseSet W T J Cn K T : BaseSet U BaseSet W x BaseSet U y + z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
82 17 80 81 mp2an T J Cn K T : BaseSet U BaseSet W x BaseSet U y + z + w BaseSet U x C w < z T x D T w < y
83 78 82 sylibr T B T U 0 op W T J Cn K
84 eqid 0 vec W = 0 vec W
85 10 84 31 0ofval U NrmCVec W NrmCVec U 0 op W = BaseSet U × 0 vec W
86 7 8 85 mp2an U 0 op W = BaseSet U × 0 vec W
87 4 mopntopon D ∞Met BaseSet W K TopOn BaseSet W
88 80 87 ax-mp K TopOn BaseSet W
89 27 84 nvzcl W NrmCVec 0 vec W BaseSet W
90 8 89 ax-mp 0 vec W BaseSet W
91 cnconst2 J TopOn BaseSet U K TopOn BaseSet W 0 vec W BaseSet W BaseSet U × 0 vec W J Cn K
92 19 88 90 91 mp3an BaseSet U × 0 vec W J Cn K
93 86 92 eqeltri U 0 op W J Cn K
94 93 a1i T B U 0 op W J Cn K
95 25 83 94 pm2.61ne T B T J Cn K
96 24 95 impbii T J Cn K T B