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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 ∈ 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 ∈ 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 ∈ ℝ
30 22 26 28 29 syl3anc ⊢ φ → B · ˙ X D C · ˙ Y ∈ ℝ
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 ∈ ℝ
34 22 26 32 33 syl3anc ⊢ φ → B · ˙ X D B · ˙ Y ∈ ℝ
35 2 4 mscl ⊢ W ∈ MetSp ∧ B · ˙ Y ∈ V ∧ C · ˙ Y ∈ V → B · ˙ Y D C · ˙ Y ∈ ℝ
36 22 32 28 35 syl3anc ⊢ φ → B · ˙ Y D C · ˙ Y ∈ ℝ
37 34 36 readdcld ⊢ φ → B · ˙ X D B · ˙ Y + B · ˙ Y D C · ˙ Y ∈ ℝ
38 12 rpred ⊢ φ → R ∈ 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 ∈ ℝ
44 42 13 43 syl2anc ⊢ φ → A ⁡ B ∈ ℝ
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 ∈ ℝ +
48 47 rpred ⊢ φ → A ⁡ B + 1 ∈ ℝ
49 2 4 mscl ⊢ W ∈ MetSp ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X D Y ∈ ℝ
50 22 14 16 49 syl3anc ⊢ φ → X D Y ∈ ℝ
51 48 50 remulcld ⊢ φ → A ⁡ B + 1 ⁢ X D Y ∈ ℝ
52 38 rehalfcld ⊢ φ → R 2 ∈ ℝ
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 ∈ ℝ
69 67 13 15 68 syl3anc ⊢ φ → B E C ∈ ℝ
70 2 6 nmcl ⊢ W ∈ NrmGrp ∧ X ∈ V → N ⁡ X ∈ ℝ
71 20 14 70 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ X ∈ ℝ
72 12 rphalfcld ⊢ φ → R 2 ∈ ℝ +
73 72 47 rpdivcld ⊢ φ → R 2 A ⁡ B + 1 ∈ ℝ +
74 9 73 eqeltrid ⊢ φ → T ∈ ℝ +
75 74 rpred ⊢ φ → T ∈ ℝ
76 71 75 readdcld ⊢ φ → N ⁡ X + T ∈ ℝ
77 69 76 remulcld ⊢ φ → B E C ⁢ N ⁡ X + T ∈ ℝ
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 ∈ ℝ
81 20 16 80 syl2anc ⊢ φ → N ⁡ Y ∈ ℝ
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 ∈ ℝ
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 ∈ ℝ
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 ∧ R 2 ∈ ℝ ∧ N ⁡ X + T ∈ ℝ ∧ 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