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Theorem nlmvscnlem1

Description: Lemma for nlmvscn . (Contributed by Mario Carneiro, 5-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses nlmvscn.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
nlmvscn.v ⊢ V = Base W
nlmvscn.k ⊢ K = Base F
nlmvscn.d ⊢ D = dist ⁡ W
nlmvscn.e ⊢ E = dist ⁡ F
nlmvscn.n ⊢ N = norm ⁡ W
nlmvscn.a ⊢ A = norm ⁡ F
nlmvscn.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
nlmvscn.t ⊢ T = R 2 A ⁡ B + 1
nlmvscn.u ⊢ U = R 2 N ⁡ X + T
nlmvscn.w ⊢ φ → W ∈ NrmMod
nlmvscn.r ⊢ φ → R ∈ ℝ +
nlmvscn.b ⊢ φ → B ∈ K
nlmvscn.x ⊢ φ → X ∈ V
Assertion nlmvscnlem1 ⊢ φ → ∃ r ∈ ℝ + ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < r ∧ X D y < r → B · ˙ X D x · ˙ y < R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nlmvscn.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
2 nlmvscn.v ⊢ V = Base W
3 nlmvscn.k ⊢ K = Base F
4 nlmvscn.d ⊢ D = dist ⁡ W
5 nlmvscn.e ⊢ E = dist ⁡ F
6 nlmvscn.n ⊢ N = norm ⁡ W
7 nlmvscn.a ⊢ A = norm ⁡ F
8 nlmvscn.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
9 nlmvscn.t ⊢ T = R 2 A ⁡ B + 1
10 nlmvscn.u ⊢ U = R 2 N ⁡ X + T
11 nlmvscn.w ⊢ φ → W ∈ NrmMod
12 nlmvscn.r ⊢ φ → R ∈ ℝ +
13 nlmvscn.b ⊢ φ → B ∈ K
14 nlmvscn.x ⊢ φ → X ∈ V
15 12 rphalfcld ⊢ φ → R 2 ∈ ℝ +
16 1 nlmngp2 ⊢ W ∈ NrmMod → F ∈ NrmGrp
17 11 16 syl ⊢ φ → F ∈ NrmGrp
18 3 7 nmcl ⊢ F ∈ NrmGrp ∧ B ∈ K → A ⁡ B ∈ ℝ
19 17 13 18 syl2anc ⊢ φ → A ⁡ B ∈ ℝ
20 3 7 nmge0 ⊢ F ∈ NrmGrp ∧ B ∈ K → 0 ≤ A ⁡ B
21 17 13 20 syl2anc ⊢ φ → 0 ≤ A ⁡ B
22 19 21 ge0p1rpd ⊢ φ → A ⁡ B + 1 ∈ ℝ +
23 15 22 rpdivcld ⊢ φ → R 2 A ⁡ B + 1 ∈ ℝ +
24 9 23 eqeltrid ⊢ φ → T ∈ ℝ +
25 nlmngp ⊢ W ∈ NrmMod → W ∈ NrmGrp
26 11 25 syl ⊢ φ → W ∈ NrmGrp
27 2 6 nmcl ⊢ W ∈ NrmGrp ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ ℝ
28 26 14 27 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ ℝ
29 24 rpred ⊢ φ → T ∈ ℝ
30 28 29 readdcld ⊢ φ → N ⁡ X + T ∈ ℝ
31 0red ⊢ φ → 0 ∈ ℝ
32 2 6 nmge0 ⊢ W ∈ NrmGrp ∧ X ∈ V → 0 ≤ N ⁡ X
33 26 14 32 syl2anc ⊢ φ → 0 ≤ N ⁡ X
34 28 24 ltaddrpd ⊢ φ → N ⁡ X < N ⁡ X + T
35 31 28 30 33 34 lelttrd ⊢ φ → 0 < N ⁡ X + T
36 30 35 elrpd ⊢ φ → N ⁡ X + T ∈ ℝ +
37 15 36 rpdivcld ⊢ φ → R 2 N ⁡ X + T ∈ ℝ +
38 10 37 eqeltrid ⊢ φ → U ∈ ℝ +
39 24 38 ifcld ⊢ φ → if T ≤ U T U ∈ ℝ +
40 11 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → W ∈ NrmMod
41 12 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → R ∈ ℝ +
42 13 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B ∈ K
43 14 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → X ∈ V
44 simprll ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → x ∈ K
45 simprlr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → y ∈ V
46 17 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → F ∈ NrmGrp
47 ngpms ⊢ F ∈ NrmGrp → F ∈ MetSp
48 46 47 syl ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → F ∈ MetSp
49 3 5 mscl ⊢ F ∈ MetSp ∧ B ∈ K ∧ x ∈ K → B E x ∈ ℝ
50 48 42 44 49 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B E x ∈ ℝ
51 39 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → if T ≤ U T U ∈ ℝ +
52 51 rpred ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → if T ≤ U T U ∈ ℝ
53 38 rpred ⊢ φ → U ∈ ℝ
54 53 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → U ∈ ℝ
55 simprrl ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B E x < if T ≤ U T U
56 29 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → T ∈ ℝ
57 min2 ⊢ T ∈ ℝ ∧ U ∈ ℝ → if T ≤ U T U ≤ U
58 56 54 57 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → if T ≤ U T U ≤ U
59 50 52 54 55 58 ltletrd ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B E x < U
60 ngpms ⊢ W ∈ NrmGrp → W ∈ MetSp
61 26 60 syl ⊢ φ → W ∈ MetSp
62 61 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → W ∈ MetSp
63 2 4 mscl ⊢ W ∈ MetSp ∧ X ∈ V ∧ y ∈ V → X D y ∈ ℝ
64 62 43 45 63 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → X D y ∈ ℝ
65 simprrr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → X D y < if T ≤ U T U
66 min1 ⊢ T ∈ ℝ ∧ U ∈ ℝ → if T ≤ U T U ≤ T
67 56 54 66 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → if T ≤ U T U ≤ T
68 64 52 56 65 67 ltletrd ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → X D y < T
69 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40 41 42 43 44 45 59 68 nlmvscnlem2 ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V ∧ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R
70 69 expr ⊢ φ ∧ x ∈ K ∧ y ∈ V → B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R
71 70 ralrimivva ⊢ φ → ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R
72 breq2 ⊢ r = if T ≤ U T U → B E x < r ↔ B E x < if T ≤ U T U
73 breq2 ⊢ r = if T ≤ U T U → X D y < r ↔ X D y < if T ≤ U T U
74 72 73 anbi12d ⊢ r = if T ≤ U T U → B E x < r ∧ X D y < r ↔ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U
75 74 imbi1d ⊢ r = if T ≤ U T U → B E x < r ∧ X D y < r → B · ˙ X D x · ˙ y < R ↔ B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R
76 75 2ralbidv ⊢ r = if T ≤ U T U → ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < r ∧ X D y < r → B · ˙ X D x · ˙ y < R ↔ ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R
77 76 rspcev ⊢ if T ≤ U T U ∈ ℝ + ∧ ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < if T ≤ U T U ∧ X D y < if T ≤ U T U → B · ˙ X D x · ˙ y < R → ∃ r ∈ ℝ + ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < r ∧ X D y < r → B · ˙ X D x · ˙ y < R
78 39 71 77 syl2anc ⊢ φ → ∃ r ∈ ℝ + ∀ x ∈ K ∀ y ∈ V B E x < r ∧ X D y < r → B · ˙ X D x · ˙ y < R