Metamath Proof Explorer


Theorem bdopcoi

Description: The composition of two bounded linear operators is bounded. (Contributed by NM, 9-Mar-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses nmoptri.1 โŠข ๐‘† โˆˆ BndLinOp
nmoptri.2 โŠข ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp
Assertion bdopcoi ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) โˆˆ BndLinOp

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nmoptri.1 โŠข ๐‘† โˆˆ BndLinOp
2 nmoptri.2 โŠข ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp
3 bdopln โŠข ( ๐‘† โˆˆ BndLinOp โ†’ ๐‘† โˆˆ LinOp )
4 1 3 ax-mp โŠข ๐‘† โˆˆ LinOp
5 bdopln โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp โ†’ ๐‘‡ โˆˆ LinOp )
6 2 5 ax-mp โŠข ๐‘‡ โˆˆ LinOp
7 4 6 lnopcoi โŠข ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) โˆˆ LinOp
8 4 lnopfi โŠข ๐‘† : โ„‹ โŸถ โ„‹
9 6 lnopfi โŠข ๐‘‡ : โ„‹ โŸถ โ„‹
10 8 9 hocofi โŠข ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) : โ„‹ โŸถ โ„‹
11 nmopxr โŠข ( ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) : โ„‹ โŸถ โ„‹ โ†’ ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„* )
12 10 11 ax-mp โŠข ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„*
13 nmopre โŠข ( ๐‘† โˆˆ BndLinOp โ†’ ( normop โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ โ„ )
14 1 13 ax-mp โŠข ( normop โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ โ„
15 nmopre โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp โ†’ ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
16 2 15 ax-mp โŠข ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„
17 14 16 remulcli โŠข ( ( normop โ€˜ ๐‘† ) ยท ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„
18 nmopgtmnf โŠข ( ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) : โ„‹ โŸถ โ„‹ โ†’ -โˆž < ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) )
19 10 18 ax-mp โŠข -โˆž < ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) )
20 1 2 nmopcoi โŠข ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โ‰ค ( ( normop โ€˜ ๐‘† ) ยท ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) )
21 xrre โŠข ( ( ( ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„* โˆง ( ( normop โ€˜ ๐‘† ) ยท ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„ ) โˆง ( -โˆž < ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆง ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โ‰ค ( ( normop โ€˜ ๐‘† ) ยท ( normop โ€˜ ๐‘‡ ) ) ) ) โ†’ ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„ )
22 12 17 19 20 21 mp4an โŠข ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„
23 elbdop2 โŠข ( ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) โˆˆ BndLinOp โ†” ( ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) โˆˆ LinOp โˆง ( normop โ€˜ ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„ ) )
24 7 22 23 mpbir2an โŠข ( ๐‘† โˆ˜ ๐‘‡ ) โˆˆ BndLinOp