Metamath Proof Explorer


Theorem hmopbdoptHIL

Description: A Hermitian operator is a bounded linear operator (Hellinger-Toeplitz Theorem). (Contributed by NM, 18-Jan-2008) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hmopbdoptHIL ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โ†’ ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hmoplin โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โ†’ ๐‘‡ โˆˆ LinOp )
2 hmop โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยทih ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฆ ) )
3 2 3expib โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยทih ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฆ ) ) )
4 3 ralrimivv โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ๐‘ฅ ยทih ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฆ ) )
5 hilhl โŠข โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ โˆˆ CHilOLD
6 df-hba โŠข โ„‹ = ( BaseSet โ€˜ โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
7 eqid โŠข โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ = โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ
8 7 hhip โŠข ยทih = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
9 eqid โŠข ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ LnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ ) = ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ LnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
10 7 9 hhlnoi โŠข LinOp = ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ LnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
11 eqid โŠข ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ BLnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ ) = ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ BLnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
12 7 11 hhbloi โŠข BndLinOp = ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ BLnOp โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ )
13 6 8 10 12 htth โŠข ( ( โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ โˆˆ CHilOLD โˆง ๐‘‡ โˆˆ LinOp โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ๐‘ฅ ยทih ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp )
14 5 13 mp3an1 โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ LinOp โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ ( ๐‘ฅ ยทih ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp )
15 1 4 14 syl2anc โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ HrmOp โ†’ ๐‘‡ โˆˆ BndLinOp )