Metamath Proof Explorer


Theorem nmoptri2i

Description: Triangle-type inequality for the norms of bounded linear operators. (Contributed by NM, 10-Mar-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses nmoptri.1 ⊢ S ∈ BndLinOp
nmoptri.2 ⊢ T ∈ BndLinOp
Assertion nmoptri2i ⊢ norm op ⁡ S − norm op ⁡ T ≤ norm op ⁡ S + op T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nmoptri.1 ⊢ S ∈ BndLinOp
2 nmoptri.2 ⊢ T ∈ BndLinOp
3 1 2 bdophsi ⊢ S + op T ∈ BndLinOp
4 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
5 2 bdophmi ⊢ − 1 ∈ ℂ → -1 · op T ∈ BndLinOp
6 4 5 ax-mp ⊢ -1 · op T ∈ BndLinOp
7 3 6 nmoptrii ⊢ norm op ⁡ S + op T + op -1 · op T ≤ norm op ⁡ S + op T + norm op ⁡ -1 · op T
8 bdopf ⊢ S ∈ BndLinOp → S : ℋ ⟶ ℋ
9 1 8 ax-mp ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ
10 bdopf ⊢ T ∈ BndLinOp → T : ℋ ⟶ ℋ
11 2 10 ax-mp ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ
12 9 11 hoaddcli ⊢ S + op T : ℋ ⟶ ℋ
13 12 11 honegsubi ⊢ S + op T + op -1 · op T = S + op T - op T
14 9 11 hopncani ⊢ S + op T - op T = S
15 13 14 eqtri ⊢ S + op T + op -1 · op T = S
16 15 fveq2i ⊢ norm op ⁡ S + op T + op -1 · op T = norm op ⁡ S
17 11 nmopnegi ⊢ norm op ⁡ -1 · op T = norm op ⁡ T
18 17 oveq2i ⊢ norm op ⁡ S + op T + norm op ⁡ -1 · op T = norm op ⁡ S + op T + norm op ⁡ T
19 7 16 18 3brtr3i ⊢ norm op ⁡ S ≤ norm op ⁡ S + op T + norm op ⁡ T
20 nmopre ⊢ S ∈ BndLinOp → norm op ⁡ S ∈ ℝ
21 1 20 ax-mp ⊢ norm op ⁡ S ∈ ℝ
22 nmopre ⊢ T ∈ BndLinOp → norm op ⁡ T ∈ ℝ
23 2 22 ax-mp ⊢ norm op ⁡ T ∈ ℝ
24 nmopre ⊢ S + op T ∈ BndLinOp → norm op ⁡ S + op T ∈ ℝ
25 3 24 ax-mp ⊢ norm op ⁡ S + op T ∈ ℝ
26 21 23 25 lesubaddi ⊢ norm op ⁡ S − norm op ⁡ T ≤ norm op ⁡ S + op T ↔ norm op ⁡ S ≤ norm op ⁡ S + op T + norm op ⁡ T
27 19 26 mpbir ⊢ norm op ⁡ S − norm op ⁡ T ≤ norm op ⁡ S + op T