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Theorem nlmvscnlem2

Description: Lemma for nlmvscn . Compare this proof with the similar elementary proof mulcn2 for continuity of multiplication on CC . (Contributed by Mario Carneiro, 5-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses nlmvscn.f F = Scalar W
nlmvscn.v V = Base W
nlmvscn.k K = Base F
nlmvscn.d D = dist W
nlmvscn.e E = dist F
nlmvscn.n N = norm W
nlmvscn.a A = norm F
nlmvscn.s · ˙ = W
nlmvscn.t T = R 2 A B + 1
nlmvscn.u U = R 2 N X + T
nlmvscn.w φ W NrmMod
nlmvscn.r φ R +
nlmvscn.b φ B K
nlmvscn.x φ X V
nlmvscn.c φ C K
nlmvscn.y φ Y V
nlmvscn.1 φ B E C < U
nlmvscn.2 φ X D Y < T
Assertion nlmvscnlem2 φ B · ˙ X D C · ˙ Y < R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nlmvscn.f F = Scalar W
2 nlmvscn.v V = Base W
3 nlmvscn.k K = Base F
4 nlmvscn.d D = dist W
5 nlmvscn.e E = dist F
6 nlmvscn.n N = norm W
7 nlmvscn.a A = norm F
8 nlmvscn.s · ˙ = W
9 nlmvscn.t T = R 2 A B + 1
10 nlmvscn.u U = R 2 N X + T
11 nlmvscn.w φ W NrmMod
12 nlmvscn.r φ R +
13 nlmvscn.b φ B K
14 nlmvscn.x φ X V
15 nlmvscn.c φ C K
16 nlmvscn.y φ Y V
17 nlmvscn.1 φ B E C < U
18 nlmvscn.2 φ X D Y < T
19 nlmngp W NrmMod W NrmGrp
20 11 19 syl φ W NrmGrp
21 ngpms W NrmGrp W MetSp
22 20 21 syl φ W MetSp
23 nlmlmod W NrmMod W LMod
24 11 23 syl φ W LMod
25 2 1 8 3 lmodvscl W LMod B K X V B · ˙ X V
26 24 13 14 25 syl3anc φ B · ˙ X V
27 2 1 8 3 lmodvscl W LMod C K Y V C · ˙ Y V
28 24 15 16 27 syl3anc φ C · ˙ Y V
29 2 4 mscl W MetSp B · ˙ X V C · ˙ Y V B · ˙ X D C · ˙ Y
30 22 26 28 29 syl3anc φ B · ˙ X D C · ˙ Y
31 2 1 8 3 lmodvscl W LMod B K Y V B · ˙ Y V
32 24 13 16 31 syl3anc φ B · ˙ Y V
33 2 4 mscl W MetSp B · ˙ X V B · ˙ Y V B · ˙ X D B · ˙ Y
34 22 26 32 33 syl3anc φ B · ˙ X D B · ˙ Y
35 2 4 mscl W MetSp B · ˙ Y V C · ˙ Y V B · ˙ Y D C · ˙ Y
36 22 32 28 35 syl3anc φ B · ˙ Y D C · ˙ Y
37 34 36 readdcld φ B · ˙ X D B · ˙ Y + B · ˙ Y D C · ˙ Y
38 12 rpred φ R
39 2 4 mstri W MetSp B · ˙ X V C · ˙ Y V B · ˙ Y V B · ˙ X D C · ˙ Y B · ˙ X D B · ˙ Y + B · ˙ Y D C · ˙ Y
40 22 26 28 32 39 syl13anc φ B · ˙ X D C · ˙ Y B · ˙ X D B · ˙ Y + B · ˙ Y D C · ˙ Y
41 1 nlmngp2 W NrmMod F NrmGrp
42 11 41 syl φ F NrmGrp
43 3 7 nmcl F NrmGrp B K A B
44 42 13 43 syl2anc φ A B
45 3 7 nmge0 F NrmGrp B K 0 A B
46 42 13 45 syl2anc φ 0 A B
47 44 46 ge0p1rpd φ A B + 1 +
48 47 rpred φ A B + 1
49 2 4 mscl W MetSp X V Y V X D Y
50 22 14 16 49 syl3anc φ X D Y
51 48 50 remulcld φ A B + 1 X D Y
52 38 rehalfcld φ R 2
53 2 8 1 3 4 7 nlmdsdi W NrmMod B K X V Y V A B X D Y = B · ˙ X D B · ˙ Y
54 11 13 14 16 53 syl13anc φ A B X D Y = B · ˙ X D B · ˙ Y
55 msxms W MetSp W ∞MetSp
56 22 55 syl φ W ∞MetSp
57 2 4 xmsge0 W ∞MetSp X V Y V 0 X D Y
58 56 14 16 57 syl3anc φ 0 X D Y
59 44 lep1d φ A B A B + 1
60 44 48 50 58 59 lemul1ad φ A B X D Y A B + 1 X D Y
61 54 60 eqbrtrrd φ B · ˙ X D B · ˙ Y A B + 1 X D Y
62 18 9 breqtrdi φ X D Y < R 2 A B + 1
63 50 52 47 ltmuldiv2d φ A B + 1 X D Y < R 2 X D Y < R 2 A B + 1
64 62 63 mpbird φ A B + 1 X D Y < R 2
65 34 51 52 61 64 lelttrd φ B · ˙ X D B · ˙ Y < R 2
66 ngpms F NrmGrp F MetSp
67 42 66 syl φ F MetSp
68 3 5 mscl F MetSp B K C K B E C
69 67 13 15 68 syl3anc φ B E C
70 2 6 nmcl W NrmGrp X V N X
71 20 14 70 syl2anc φ N X
72 12 rphalfcld φ R 2 +
73 72 47 rpdivcld φ R 2 A B + 1 +
74 9 73 eqeltrid φ T +
75 74 rpred φ T
76 71 75 readdcld φ N X + T
77 69 76 remulcld φ B E C N X + T
78 2 8 1 3 4 6 5 nlmdsdir W NrmMod B K C K Y V B E C N Y = B · ˙ Y D C · ˙ Y
79 11 13 15 16 78 syl13anc φ B E C N Y = B · ˙ Y D C · ˙ Y
80 2 6 nmcl W NrmGrp Y V N Y
81 20 16 80 syl2anc φ N Y
82 msxms F MetSp F ∞MetSp
83 67 82 syl φ F ∞MetSp
84 3 5 xmsge0 F ∞MetSp B K C K 0 B E C
85 83 13 15 84 syl3anc φ 0 B E C
86 81 71 resubcld φ N Y N X
87 eqid - W = - W
88 2 6 87 nm2dif W NrmGrp Y V X V N Y N X N Y - W X
89 20 16 14 88 syl3anc φ N Y N X N Y - W X
90 6 2 87 4 ngpdsr W NrmGrp X V Y V X D Y = N Y - W X
91 20 14 16 90 syl3anc φ X D Y = N Y - W X
92 89 91 breqtrrd φ N Y N X X D Y
93 50 75 18 ltled φ X D Y T
94 86 50 75 92 93 letrd φ N Y N X T
95 81 71 75 lesubadd2d φ N Y N X T N Y N X + T
96 94 95 mpbid φ N Y N X + T
97 81 76 69 85 96 lemul2ad φ B E C N Y B E C N X + T
98 79 97 eqbrtrrd φ B · ˙ Y D C · ˙ Y B E C N X + T
99 17 10 breqtrdi φ B E C < R 2 N X + T
100 0red φ 0
101 2 6 nmge0 W NrmGrp X V 0 N X
102 20 14 101 syl2anc φ 0 N X
103 71 74 ltaddrpd φ N X < N X + T
104 100 71 76 102 103 lelttrd φ 0 < N X + T
105 ltmuldiv B E C R 2 N X + T 0 < N X + T B E C N X + T < R 2 B E C < R 2 N X + T
106 69 52 76 104 105 syl112anc φ B E C N X + T < R 2 B E C < R 2 N X + T
107 99 106 mpbird φ B E C N X + T < R 2
108 36 77 52 98 107 lelttrd φ B · ˙ Y D C · ˙ Y < R 2
109 34 36 38 65 108 lt2halvesd φ B · ˙ X D B · ˙ Y + B · ˙ Y D C · ˙ Y < R
110 30 37 38 40 109 lelttrd φ B · ˙ X D C · ˙ Y < R