Metamath Proof Explorer


Theorem nmcexi

Description: Lemma for nmcopexi and nmcfnexi . The norm of a continuous linear Hilbert space operator or functional exists. Theorem 3.5(i) of Beran p. 99. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Nov-2013) (Proof shortened by Mario Carneiro, 23-Dec-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses nmcex.1 โŠข โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 )
nmcex.2 โŠข ( ๐‘† โ€˜ ๐‘‡ ) = sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„* , < )
nmcex.3 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
nmcex.4 โŠข ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) = 0
nmcex.5 โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) )
Assertion nmcexi ( ๐‘† โ€˜ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nmcex.1 โŠข โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 )
2 nmcex.2 โŠข ( ๐‘† โ€˜ ๐‘‡ ) = sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„* , < )
3 nmcex.3 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
4 nmcex.4 โŠข ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) = 0
5 nmcex.5 โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) )
6 eleq1 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ๐‘š โˆˆ โ„ โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ ) )
7 3 6 syl5ibrcom โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ ) )
8 7 imp โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ )
9 8 adantrl โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ )
10 9 rexlimiva โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ )
11 10 abssi โŠข { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โІ โ„
12 ax-hv0cl โŠข 0โ„Ž โˆˆ โ„‹
13 norm0 โŠข ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) = 0
14 0le1 โŠข 0 โ‰ค 1
15 13 14 eqbrtri โŠข ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) โ‰ค 1
16 4 eqcomi โŠข 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) )
17 15 16 pm3.2i โŠข ( ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) )
18 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = 0โ„Ž โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) )
19 18 breq1d โŠข ( ๐‘ฅ = 0โ„Ž โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โ†” ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) โ‰ค 1 ) )
20 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = 0โ„Ž โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) )
21 20 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฅ = 0โ„Ž โ†’ ( 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) ) )
22 19 21 anbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = 0โ„Ž โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) ) ) )
23 22 rspcev โŠข ( ( 0โ„Ž โˆˆ โ„‹ โˆง ( ( normโ„Ž โ€˜ 0โ„Ž ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ 0โ„Ž ) ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
24 12 17 23 mp2an โŠข โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
25 c0ex โŠข 0 โˆˆ V
26 eqeq1 โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
27 26 anbi2d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )
28 27 rexbidv โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )
29 25 28 elab โŠข ( 0 โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง 0 = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
30 24 29 mpbir โŠข 0 โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) }
31 30 ne0ii โŠข { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โ‰  โˆ…
32 2rp โŠข 2 โˆˆ โ„+
33 rpdivcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( 2 / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„+ )
34 32 33 mpan โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ( 2 / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„+ )
35 34 rpred โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ( 2 / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
36 35 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โ†’ ( 2 / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
37 rpre โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ )
38 37 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ )
39 38 rehalfcld โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„ )
40 39 recnd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„‚ )
41 simprl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ )
42 hvmulcl โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‹ )
43 40 41 42 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‹ )
44 normcl โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
45 43 44 syl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
46 simprr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 )
47 normcl โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ )
48 47 ad2antrl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ )
49 1red โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
50 rphalfcl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ )
51 50 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ )
52 48 49 51 lemul2d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โ†” ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท 1 ) ) )
53 46 52 mpbid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท 1 ) )
54 rpcn โŠข ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„‚ )
55 norm-iii โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
56 54 55 sylan โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
57 rpre โŠข ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„ )
58 rpge0 โŠข ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘ฆ / 2 ) )
59 57 58 absidd โŠข ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ / 2 ) ) = ( ๐‘ฆ / 2 ) )
60 59 oveq1d โŠข ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
61 60 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
62 56 61 eqtr2d โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
63 51 41 62 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
64 40 mulridd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท 1 ) = ( ๐‘ฆ / 2 ) )
65 53 63 64 3brtr3d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘ฆ / 2 ) )
66 rphalflt โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) < ๐‘ฆ )
67 66 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ / 2 ) < ๐‘ฆ )
68 45 39 38 65 67 lelttrd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) < ๐‘ฆ )
69 fveq2 โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) = ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) )
70 69 breq1d โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†” ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) < ๐‘ฆ ) )
71 2fveq3 โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) )
72 71 breq1d โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) )
73 70 72 imbi12d โŠข ( ๐‘ง = ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) ) )
74 73 rspcv โŠข ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‹ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) ) )
75 43 74 syl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) ) )
76 68 75 mpid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) )
77 3 ad2antrl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ )
78 77 49 51 ltmuldiv2d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) < 1 โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) < ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ) )
79 51 rprecred โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) โˆˆ โ„ )
80 ltle โŠข ( ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) < ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ) )
81 77 79 80 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) < ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ) )
82 78 81 sylbid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) < 1 โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) ) )
83 51 41 5 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) )
84 83 breq1d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยท ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) < 1 โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 ) )
85 rpcn โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
86 rpne0 โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ๐‘ฆ โ‰  0 )
87 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
88 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
89 recdiv โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฆ โ‰  0 ) โˆง ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) ) โ†’ ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) = ( 2 / ๐‘ฆ ) )
90 87 88 89 mpanr12 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฆ โ‰  0 ) โ†’ ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) = ( 2 / ๐‘ฆ ) )
91 85 86 90 syl2anc โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โ†’ ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) = ( 2 / ๐‘ฆ ) )
92 91 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) = ( 2 / ๐‘ฆ ) )
93 92 breq2d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 1 / ( ๐‘ฆ / 2 ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
94 82 84 93 3imtr3d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฆ / 2 ) ยทโ„Ž ๐‘ฅ ) ) ) < 1 โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
95 76 94 syld โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
96 95 imp โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) )
97 96 an32s โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) )
98 97 anassrs โŠข ( ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) )
99 breq1 โŠข ( ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
100 98 99 syl5ibrcom โŠข ( ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โˆง ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
101 100 expimpd โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ) โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
102 101 rexlimdva โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
103 102 alrimiv โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
104 eqeq1 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
105 104 anbi2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†” ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )
106 105 rexbidv โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )
107 106 ralab โŠข ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง โ†” โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ๐‘ง ) )
108 breq2 โŠข ( ๐‘ง = ( 2 / ๐‘ฆ ) โ†’ ( ๐‘› โ‰ค ๐‘ง โ†” ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) )
109 108 imbi2d โŠข ( ๐‘ง = ( 2 / ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ๐‘ง ) โ†” ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) ) )
110 109 albidv โŠข ( ๐‘ง = ( 2 / ๐‘ฆ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ๐‘ง ) โ†” โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) ) )
111 107 110 bitrid โŠข ( ๐‘ง = ( 2 / ๐‘ฆ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง โ†” โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) ) )
112 111 rspcev โŠข ( ( ( 2 / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ โˆง โˆ€ ๐‘› ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘› = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ๐‘› โ‰ค ( 2 / ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง )
113 36 103 112 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง )
114 113 rexlimiva โŠข ( โˆƒ ๐‘ฆ โˆˆ โ„+ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ง ) < ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) < 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง )
115 1 114 ax-mp โŠข โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง
116 supxrre โŠข ( ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โІ โ„ โˆง { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โ‰  โˆ… โˆง โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง ) โ†’ sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„* , < ) = sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„ , < ) )
117 11 31 115 116 mp3an โŠข sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„* , < ) = sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„ , < )
118 2 117 eqtri โŠข ( ๐‘† โ€˜ ๐‘‡ ) = sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„ , < )
119 suprcl โŠข ( ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โІ โ„ โˆง { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } โ‰  โˆ… โˆง โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘› โˆˆ { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } ๐‘› โ‰ค ๐‘ง ) โ†’ sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„ , < ) โˆˆ โ„ )
120 11 31 115 119 mp3an โŠข sup ( { ๐‘š โˆฃ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค 1 โˆง ๐‘š = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) } , โ„ , < ) โˆˆ โ„
121 118 120 eqeltri โŠข ( ๐‘† โ€˜ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„