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Theorem cdj1i

Description: Two ways to express " A and B are completely disjoint subspaces." (1) => (2) in Lemma 5 of Holland p. 1520. (Contributed by NM, 21-May-2005) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses cdj1.1 𝐴S
cdj1.2 𝐵S
Assertion cdj1i ( ∃ 𝑤 ∈ ℝ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( 0 < 𝑥 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cdj1.1 𝐴S
2 cdj1.2 𝐵S
3 gt0ne0 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) → 𝑤 ≠ 0 )
4 rereccl ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ≠ 0 ) → ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ )
5 3 4 syldan ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) → ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ )
6 5 adantrr ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) ) → ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ )
7 recgt0 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) → 0 < ( 1 / 𝑤 ) )
8 7 adantrr ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) ) → 0 < ( 1 / 𝑤 ) )
9 1red ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → 1 ∈ ℝ )
10 1re 1 ∈ ℝ
11 neg1cn - 1 ∈ ℂ
12 2 sheli ( 𝑧𝐵𝑧 ∈ ℋ )
13 hvmulcl ( ( - 1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℋ ) → ( - 1 · 𝑧 ) ∈ ℋ )
14 11 12 13 sylancr ( 𝑧𝐵 → ( - 1 · 𝑧 ) ∈ ℋ )
15 normcl ( ( - 1 · 𝑧 ) ∈ ℋ → ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
16 14 15 syl ( 𝑧𝐵 → ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
17 16 adantl ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
18 readdcl ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
19 10 17 18 sylancr ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
20 19 adantr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
21 1 sheli ( 𝑦𝐴𝑦 ∈ ℋ )
22 hvsubcl ( ( 𝑦 ∈ ℋ ∧ 𝑧 ∈ ℋ ) → ( 𝑦 𝑧 ) ∈ ℋ )
23 21 12 22 syl2an ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( 𝑦 𝑧 ) ∈ ℋ )
24 normcl ( ( 𝑦 𝑧 ) ∈ ℋ → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
25 23 24 syl ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
26 remulcl ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℝ ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
27 25 26 sylan2 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
28 27 anassrs ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
29 28 adantr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
30 normge0 ( ( - 1 · 𝑧 ) ∈ ℋ → 0 ≤ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) )
31 14 30 syl ( 𝑧𝐵 → 0 ≤ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) )
32 addge01 ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ↔ 1 ≤ ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
33 10 32 mpan ( ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ → ( 0 ≤ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ↔ 1 ≤ ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
34 33 biimpa ( ( ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) → 1 ≤ ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
35 16 31 34 syl2anc ( 𝑧𝐵 → 1 ≤ ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
36 35 ad2antlr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → 1 ≤ ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
37 shmulcl ( ( 𝐵S ∧ - 1 ∈ ℂ ∧ 𝑧𝐵 ) → ( - 1 · 𝑧 ) ∈ 𝐵 )
38 2 11 37 mp3an12 ( 𝑧𝐵 → ( - 1 · 𝑧 ) ∈ 𝐵 )
39 fveq2 ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( norm𝑣 ) = ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) )
40 39 oveq2d ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) = ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
41 oveq2 ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( 𝑦 + 𝑣 ) = ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) )
42 41 fveq2d ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) = ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
43 42 oveq2d ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) = ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
44 40 43 breq12d ( 𝑣 = ( - 1 · 𝑧 ) → ( ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ↔ ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) ) )
45 44 rspcv ( ( - 1 · 𝑧 ) ∈ 𝐵 → ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) ) )
46 38 45 syl ( 𝑧𝐵 → ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) ) )
47 46 imp ( ( 𝑧𝐵 ∧ ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) → ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
48 47 ad2ant2lr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
49 oveq1 ( 1 = ( norm𝑦 ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) = ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
50 49 eqcoms ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) = ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
51 50 ad2antll ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) = ( ( norm𝑦 ) + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
52 hvsubval ( ( 𝑦 ∈ ℋ ∧ 𝑧 ∈ ℋ ) → ( 𝑦 𝑧 ) = ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) )
53 21 12 52 syl2an ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( 𝑦 𝑧 ) = ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) )
54 53 fveq2d ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) = ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) )
55 54 oveq2d ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) = ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
56 55 adantll ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) = ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
57 56 adantr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) = ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ) )
58 48 51 57 3brtr4d ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 1 + ( norm ‘ ( - 1 · 𝑧 ) ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) )
59 9 20 29 36 58 letrd ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) )
60 59 ex ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) → 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
61 60 adantllr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) → 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
62 simplll ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → 𝑤 ∈ ℝ )
63 23 adantll ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 𝑦 𝑧 ) ∈ ℋ )
64 63 24 syl ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℝ )
65 62 64 26 syl2anc ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ )
66 simpllr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → 0 < 𝑤 )
67 lediv1 ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ ∧ ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ) → ( 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ↔ ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) ) )
68 10 67 mp3an1 ( ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ∈ ℝ ∧ ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ) → ( 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ↔ ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) ) )
69 65 62 66 68 syl12anc ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 1 ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ↔ ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) ) )
70 61 69 sylibd ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) ) )
71 70 imp ( ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) )
72 25 recnd ( ( 𝑦𝐴𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℂ )
73 72 adantll ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ∈ ℂ )
74 recn ( 𝑤 ∈ ℝ → 𝑤 ∈ ℂ )
75 74 ad3antrrr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → 𝑤 ∈ ℂ )
76 3 ad2antrr ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → 𝑤 ≠ 0 )
77 73 75 76 divcan3d ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) → ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) = ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) )
78 77 adantr ( ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) / 𝑤 ) = ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) )
79 71 78 breqtrd ( ( ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) ∧ 𝑧𝐵 ) ∧ ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ∧ ( norm𝑦 ) = 1 ) ) → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) )
80 79 exp43 ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ( 𝑧𝐵 → ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) )
81 80 com23 ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ( 𝑧𝐵 → ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) )
82 81 ralrimdv ( ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ( ∀ 𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ∀ 𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
83 82 ralimdva ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑤 ) → ( ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) → ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
84 83 impr ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) ) → ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) )
85 6 8 84 jca32 ( ( 𝑤 ∈ ℝ ∧ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ ∧ ( 0 < ( 1 / 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) )
86 85 ex ( 𝑤 ∈ ℝ → ( ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ ∧ ( 0 < ( 1 / 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) ) )
87 breq2 ( 𝑥 = ( 1 / 𝑤 ) → ( 0 < 𝑥 ↔ 0 < ( 1 / 𝑤 ) ) )
88 breq1 ( 𝑥 = ( 1 / 𝑤 ) → ( 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ↔ ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) )
89 88 imbi2d ( 𝑥 = ( 1 / 𝑤 ) → ( ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ↔ ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
90 89 2ralbidv ( 𝑥 = ( 1 / 𝑤 ) → ( ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
91 87 90 anbi12d ( 𝑥 = ( 1 / 𝑤 ) → ( ( 0 < 𝑥 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ↔ ( 0 < ( 1 / 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) )
92 91 rspcev ( ( ( 1 / 𝑤 ) ∈ ℝ ∧ ( 0 < ( 1 / 𝑤 ) ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → ( 1 / 𝑤 ) ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( 0 < 𝑥 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )
93 86 92 syl6 ( 𝑤 ∈ ℝ → ( ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( 0 < 𝑥 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) ) )
94 93 rexlimiv ( ∃ 𝑤 ∈ ℝ ( 0 < 𝑤 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑣𝐵 ( ( norm𝑦 ) + ( norm𝑣 ) ) ≤ ( 𝑤 · ( norm ‘ ( 𝑦 + 𝑣 ) ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( 0 < 𝑥 ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧𝐵 ( ( norm𝑦 ) = 1 → 𝑥 ≤ ( norm ‘ ( 𝑦 𝑧 ) ) ) ) )