Metamath Proof Explorer


Theorem branmfn

Description: The norm of the bra function. (Contributed by NM, 24-May-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion branmfn ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2fveq3 โŠข ( ๐ด = 0โ„Ž โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) ) )
2 fveq2 โŠข ( ๐ด = 0โ„Ž โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) )
3 1 2 eqeq12d โŠข ( ๐ด = 0โ„Ž โ†’ ( ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†” ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) ) )
4 brafn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( bra โ€˜ ๐ด ) : โ„‹ โŸถ โ„‚ )
5 nmfnval โŠข ( ( bra โ€˜ ๐ด ) : โ„‹ โŸถ โ„‚ โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = sup ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } , โ„* , < ) )
6 4 5 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = sup ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } , โ„* , < ) )
7 6 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = sup ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } , โ„* , < ) )
8 nmfnsetre โŠข ( ( bra โ€˜ ๐ด ) : โ„‹ โŸถ โ„‚ โ†’ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„ )
9 4 8 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„ )
10 ressxr โŠข โ„ โŠ† โ„*
11 9 10 sstrdi โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„* )
12 normcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
13 12 rexrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„* )
14 11 13 jca โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„* โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„* ) )
15 14 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„* โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„* ) )
16 vex โŠข ๐‘ง โˆˆ V
17 eqeq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ง โ†’ ( ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
18 17 anbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ง โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
19 18 rexbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ง โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
20 16 19 elab โŠข ( ๐‘ง โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
21 id โŠข ( ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
22 braval โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) )
23 22 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) )
24 23 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) )
25 21 24 sylan9eqr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) )
26 bcs2 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
27 26 3expa โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
28 27 ancom1s โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
29 28 adantr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
30 25 29 eqbrtrd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 ) โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
31 30 exp41 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โ†’ ( ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
32 31 imp4a โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) )
33 32 rexlimdv โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
34 33 imp โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ง = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
35 20 34 sylan2b โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ) โ†’ ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
36 35 ralrimiva โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
37 36 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
38 12 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
39 38 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
40 normne0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ‰  0 โ†” ๐ด โ‰  0โ„Ž ) )
41 40 biimpar โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ‰  0 )
42 39 41 reccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
43 simpl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‹ )
44 hvmulcl โŠข ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โˆˆ โ„‹ )
45 42 43 44 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โˆˆ โ„‹ )
46 norm1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) = 1 )
47 1le1 โŠข 1 โ‰ค 1
48 46 47 eqbrtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) โ‰ค 1 )
49 ax-his3 โŠข ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
50 42 43 43 49 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
51 12 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
52 51 41 rereccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
53 hiidrcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด ยทih ๐ด ) โˆˆ โ„ )
54 53 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ๐ด ยทih ๐ด ) โˆˆ โ„ )
55 52 54 remulcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
56 50 55 eqeltrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) โˆˆ โ„ )
57 normgt0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ด โ‰  0โ„Ž โ†” 0 < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
58 57 biimpa โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
59 51 58 recgt0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 < ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
60 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
61 ltle โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 < ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) )
62 60 61 mpan โŠข ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( 0 < ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) )
63 52 59 62 sylc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 โ‰ค ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
64 hiidge0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด ยทih ๐ด ) )
65 64 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด ยทih ๐ด ) )
66 52 54 63 65 mulge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
67 66 50 breqtrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) )
68 56 67 absidd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) = ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) )
69 39 41 recid2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) = 1 )
70 69 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท 1 ) )
71 39 42 39 mul12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) )
72 38 sqvald โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) = ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
73 normsq โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) = ( ๐ด ยทih ๐ด ) )
74 72 73 eqtr3d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) = ( ๐ด ยทih ๐ด ) )
75 74 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) = ( ๐ด ยทih ๐ด ) )
76 75 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
77 71 76 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
78 38 mulridd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท 1 ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
79 78 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ยท 1 ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
80 70 77 79 3eqtr3rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยท ( ๐ด ยทih ๐ด ) ) )
81 50 68 80 3eqtr4rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) )
82 fveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) )
83 82 breq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โ†” ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) โ‰ค 1 ) )
84 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) = ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) )
85 84 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) โ†” ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) ) )
86 83 85 anbi12d โŠข ( ๐‘ฆ = ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) ) ) )
87 86 rspcev โŠข ( ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) โˆˆ โ„‹ โˆง ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( ( 1 / ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) ยทโ„Ž ๐ด ) ยทih ๐ด ) ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) )
88 45 48 81 87 syl12anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) )
89 23 eqeq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) )
90 89 anbi2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) ) )
91 90 rexbidva โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) ) )
92 91 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ ยทih ๐ด ) ) ) ) )
93 88 92 mpbird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
94 eqeq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
95 94 anbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
96 95 rexbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) ) )
97 39 93 96 elabd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } )
98 breq2 โŠข ( ๐‘ค = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ง < ๐‘ค โ†” ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) )
99 98 rspcev โŠข ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โˆง ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค )
100 97 99 sylan โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค )
101 100 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค )
102 101 ex โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค ) )
103 102 ralrimiva โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„ ( ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค ) )
104 supxr2 โŠข ( ( ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } โŠ† โ„* โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„* ) โˆง ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง โ‰ค ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„ ( ๐‘ง < ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ค โˆˆ { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } ๐‘ง < ๐‘ค ) ) ) โ†’ sup ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } , โ„* , < ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
105 15 37 103 104 syl12anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ sup ( { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฆ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘ฅ = ( abs โ€˜ ( ( bra โ€˜ ๐ด ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) } , โ„* , < ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
106 7 105 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ด โ‰  0โ„Ž ) โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
107 nmfn0 โŠข ( normfn โ€˜ ( โ„‹ ร— { 0 } ) ) = 0
108 bra0 โŠข ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) = ( โ„‹ ร— { 0 } )
109 108 fveq2i โŠข ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) ) = ( normfn โ€˜ ( โ„‹ ร— { 0 } ) )
110 norm0 โŠข ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) = 0
111 107 109 110 3eqtr4i โŠข ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž )
112 111 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ 0โ„Ž ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) )
113 3 106 112 pm2.61ne โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normfn โ€˜ ( bra โ€˜ ๐ด ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )