Metamath Proof Explorer


Theorem nmoi

Description: The operator norm achieves the minimum of the set of upper bounds, if the operator is bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses nmofval.1 โŠข ๐‘ = ( ๐‘† normOp ๐‘‡ )
nmoi.2 โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
nmoi.3 โŠข ๐ฟ = ( norm โ€˜ ๐‘† )
nmoi.4 โŠข ๐‘€ = ( norm โ€˜ ๐‘‡ )
Assertion nmoi ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nmofval.1 โŠข ๐‘ = ( ๐‘† normOp ๐‘‡ )
2 nmoi.2 โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
3 nmoi.3 โŠข ๐ฟ = ( norm โ€˜ ๐‘† )
4 nmoi.4 โŠข ๐‘€ = ( norm โ€˜ ๐‘‡ )
5 2fveq3 โŠข ( ๐‘‹ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) )
6 fveq2 โŠข ( ๐‘‹ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) )
7 6 oveq2d โŠข ( ๐‘‹ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) )
8 5 7 breq12d โŠข ( ๐‘‹ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ†” ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) ) )
9 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
10 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) )
11 10 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
12 9 11 breq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
13 12 rspcv โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
14 13 ad3antlr โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
15 1 isnghm โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โ†” ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„ ) ) )
16 15 simplbi โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โ†’ ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp ) )
17 16 adantr โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp ) )
18 17 simprd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp )
19 15 simprbi โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โ†’ ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„ ) )
20 19 adantr โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„ ) )
21 20 simpld โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) )
22 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) = ( Base โ€˜ ๐‘‡ )
23 2 22 ghmf โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โ†’ ๐น : ๐‘‰ โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) )
24 21 23 syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐น : ๐‘‰ โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) )
25 ffvelcdm โŠข ( ( ๐น : ๐‘‰ โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) )
26 24 25 sylancom โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) )
27 22 4 nmcl โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘‡ ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ )
28 18 26 27 syl2anc โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ )
29 28 adantr โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ )
30 29 adantr โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ )
31 elrege0 โŠข ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ( ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘Ÿ ) )
32 31 simplbi โŠข ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ )
33 32 adantl โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ )
34 17 simpld โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘† โˆˆ NrmGrp )
35 simpr โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ )
36 34 35 jca โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) )
37 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘† ) = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
38 2 3 37 nmrpcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„+ )
39 38 3expa โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„+ )
40 36 39 sylan โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„+ )
41 40 rpregt0d โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
42 41 adantr โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
43 ledivmul2 โŠข ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ โ†” ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
44 30 33 42 43 syl3anc โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ โ†” ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
45 14 44 sylibrd โŠข ( ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ ) )
46 45 ralrimiva โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ ) )
47 34 adantr โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐‘† โˆˆ NrmGrp )
48 18 adantr โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp )
49 21 adantr โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) )
50 29 40 rerpdivcld โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„ )
51 50 rexrd โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„* )
52 1 2 3 4 nmogelb โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp โˆง ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) ) โˆง ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ โ„* ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โ†” โˆ€ ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ ) ) )
53 47 48 49 51 52 syl31anc โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โ†” โˆ€ ๐‘Ÿ โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰ค ( ๐‘Ÿ ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ๐‘Ÿ ) ) )
54 46 53 mpbird โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) )
55 20 simprd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„ )
56 55 adantr โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„ )
57 29 56 40 ledivmul2d โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) / ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โ†” ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) )
58 54 57 mpbid โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ๐‘‹ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
59 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ )
60 37 59 ghmid โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) )
61 21 60 syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) )
62 61 fveq2d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) )
63 4 59 nm0 โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) = 0 )
64 18 63 syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) = 0 )
65 62 64 eqtrd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) = 0 )
66 3 37 nm0 โŠข ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = 0 )
67 34 66 syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = 0 )
68 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
69 67 68 eqeltrdi โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) โˆˆ โ„ )
70 1 nmoge0 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp โˆง ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) )
71 34 18 21 70 syl3anc โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) )
72 0le0 โŠข 0 โ‰ค 0
73 72 67 breqtrrid โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) )
74 55 69 71 73 mulge0d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) )
75 65 74 eqbrtrd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) )
76 8 58 75 pm2.61ne โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† NGHom ๐‘‡ ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โ‰ค ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )