HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
GIF version

Theorem minveclem38 8513
Description: Lemma for minveceu 8514.
Hypotheses
Ref Expression
minvec35.x X = (Base ‘U)
minvec35.g G = ( +vU)
minvec35.m M = ( −vU)
minvec35.s S = ( ·sU)
minvec35.n N = (norm ‘U)
minvec35.y Y = (Base ‘W)
minvec35.u U ∈ CPreHil
minvec35.a AX
minvec36.w W ∈ (SubSp ‘U)
minvec36.2 P = -sup(R, ℝ, < )
minvec36.1 R = {x∣∃yY x = -(N ‘(AMy))}
Assertion
Ref Expression
minveclem38 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → (N ‘(aMb)) ≤ 0)
Distinct variable groups:   x,y,A   x,G,y   x,M,y   x,N,y   x,S,y   x,U,y   x,W,y   x,Y,y   a,b,x,y

Proof of Theorem minveclem38
StepHypRef Expression
1 minvec35.x . . . . . 6 X = (Base ‘U)
2 minvec35.g . . . . . 6 G = ( +vU)
3 minvec35.m . . . . . 6 M = ( −vU)
4 minvec35.s . . . . . 6 S = ( ·sU)
5 minvec35.n . . . . . 6 N = (norm ‘U)
6 minvec35.y . . . . . 6 Y = (Base ‘W)
7 minvec35.u . . . . . 6 U ∈ CPreHil
8 minvec35.a . . . . . 6 AX
9 minvec36.w . . . . . 6 W ∈ (SubSp ‘U)
10 minvec36.2 . . . . . 6 P = -sup(R, ℝ, < )
11 minvec36.1 . . . . . 6 R = {x∣∃yY x = -(N ‘(AMy))}
121, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11minveclem36 8511 . . . . 5 (((aXbX) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((N ‘(aMb))↑2) = ((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
137, 9, 6, 1minveclem3 8478 . . . . . . 7 YX
1413sseli 2055 . . . . . 6 (aYaX)
1513sseli 2055 . . . . . 6 (bYbX)
1614, 15anim12i 333 . . . . 5 ((aYbY) → (aXbX))
1712, 16sylan 448 . . . 4 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((N ‘(aMb))↑2) = ((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
1811, 7, 3, 5, 1, 9, 6, 8, 10minveclem12 8487 . . . . . . . . . . 11 P ∈ ℝ
1918resqcl 6554 . . . . . . . . . 10 (P↑2) ∈ ℝ
20 4re 5929 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℝ
21 0re 5412 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ
22 4pos 5939 . . . . . . . . . . . . 13 0 < 4
2321, 20, 22ltlei 5554 . . . . . . . . . . . 12 0 ≤ 4
2420, 23pm3.2i 285 . . . . . . . . . . 11 (4 ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ 4)
25 lemul2it 5795 . . . . . . . . . . 11 ((((P↑2) ∈ ℝ ⋀ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2) ∈ ℝ ⋀ (4 ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ 4)) ⋀ (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) → (4 · (P↑2)) ≤ (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
2624, 25mp3anl3 909 . . . . . . . . . 10 ((((P↑2) ∈ ℝ ⋀ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2) ∈ ℝ) ⋀ (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) → (4 · (P↑2)) ≤ (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
2719, 26mpanl1 704 . . . . . . . . 9 ((((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2) ∈ ℝ ⋀ (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) → (4 · (P↑2)) ≤ (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
287phnvi 8406 . . . . . . . . . . . . . . 15 U ∈ NrmCVec
291, 2nvgcl 8179 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((U ∈ NrmCVec ⋀ aXbX) → (aGb) ∈ X)
3028, 29mp3an1 900 . . . . . . . . . . . . . 14 ((aXbX) → (aGb) ∈ X)
3130, 14, 15syl2an 454 . . . . . . . . . . . . 13 ((aYbY) → (aGb) ∈ X)
32 2cn 5927 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℂ
33 2ne0 5937 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ≠ 0
3432, 33reccl 5682 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 / 2) ∈ ℂ
351, 4nvscl 8187 . . . . . . . . . . . . . 14 ((U ∈ NrmCVec ⋀ (1 / 2) ∈ ℂ ⋀ (aGb) ∈ X) → ((1 / 2)S(aGb)) ∈ X)
3628, 34, 35mp3an12 903 . . . . . . . . . . . . 13 ((aGb) ∈ X → ((1 / 2)S(aGb)) ∈ X)
3731, 36syl 10 . . . . . . . . . . . 12 ((aYbY) → ((1 / 2)S(aGb)) ∈ X)
381, 3nvmcl 8207 . . . . . . . . . . . . 13 ((U ∈ NrmCVec ⋀ AX ⋀ ((1 / 2)S(aGb)) ∈ X) → (AM((1 / 2)S(aGb))) ∈ X)
3928, 8, 38mp3an12 903 . . . . . . . . . . . 12 (((1 / 2)S(aGb)) ∈ X → (AM((1 / 2)S(aGb))) ∈ X)
4037, 39syl 10 . . . . . . . . . . 11 ((aYbY) → (AM((1 / 2)S(aGb))) ∈ X)
411, 5nvcl 8227 . . . . . . . . . . . 12 ((U ∈ NrmCVec ⋀ (AM((1 / 2)S(aGb))) ∈ X) → (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ)
4228, 41mpan 693 . . . . . . . . . . 11 ((AM((1 / 2)S(aGb))) ∈ X → (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ)
4340, 42syl 10 . . . . . . . . . 10 ((aYbY) → (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ)
44 resqclt 6552 . . . . . . . . . 10 ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ → ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2) ∈ ℝ)
4543, 44syl 10 . . . . . . . . 9 ((aYbY) → ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2) ∈ ℝ)
4611, 7, 3, 5, 1, 9, 6, 8, 10minveclem14 8489 . . . . . . . . . . 11 0 ≤ P
47 le2sqit 6563 . . . . . . . . . . 11 (((P ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ P) ⋀ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ ⋀ P ≤ (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))) → (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2))
4818, 46, 47mpanl12 706 . . . . . . . . . 10 (((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℝ ⋀ P ≤ (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))) → (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2))
491, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11minveclem37 8512 . . . . . . . . . 10 ((aYbY) → P ≤ (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))
5048, 43, 49sylanc 471 . . . . . . . . 9 ((aYbY) → (P↑2) ≤ ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2))
5127, 45, 50sylanc 471 . . . . . . . 8 ((aYbY) → (4 · (P↑2)) ≤ (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
5219recn 5286 . . . . . . . . . 10 (P↑2) ∈ ℂ
5332, 32, 52mulass 5297 . . . . . . . . 9 ((2 · 2) · (P↑2)) = (2 · (2 · (P↑2)))
54 2t2e4 5969 . . . . . . . . . 10 (2 · 2) = 4
5554opreq1i 3956 . . . . . . . . 9 ((2 · 2) · (P↑2)) = (4 · (P↑2))
56522times 5950 . . . . . . . . . 10 (2 · (P↑2)) = ((P↑2) + (P↑2))
5756opreq2i 3957 . . . . . . . . 9 (2 · (2 · (P↑2))) = (2 · ((P↑2) + (P↑2)))
5853, 55, 573eqtr3r 1496 . . . . . . . 8 (2 · ((P↑2) + (P↑2))) = (4 · (P↑2))
5951, 58syl5eqbr 2638 . . . . . . 7 ((aYbY) → (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
6043recnd 5287 . . . . . . . . . 10 ((aYbY) → (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℂ)
61 sqmult 6543 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ ℂ ⋀ (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℂ) → ((2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))↑2) = ((2↑2) · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
6232, 61mpan 693 . . . . . . . . . 10 ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))) ∈ ℂ → ((2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))↑2) = ((2↑2) · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
6360, 62syl 10 . . . . . . . . 9 ((aYbY) → ((2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))↑2) = ((2↑2) · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)))
64 sq2 6569 . . . . . . . . . 10 (2↑2) = 4
6564opreq1i 3956 . . . . . . . . 9 ((2↑2) · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) = (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2))
6663, 65syl6req 1516 . . . . . . . 8 ((aYbY) → (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) = ((2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))↑2))
671, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8minveclem35 8510 . . . . . . . . . 10 ((aXbX) → (N ‘((AMa)G(AMb))) = (2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))))
6867, 14, 15syl2an 454 . . . . . . . . 9 ((aYbY) → (N ‘((AMa)G(AMb))) = (2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))))
6968opreq1d 3960 . . . . . . . 8 ((aYbY) → ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2) = ((2 · (N ‘(AM((1 / 2)S(aGb)))))↑2))
7066, 69eqtr4d 1502 . . . . . . 7 ((aYbY) → (4 · ((N ‘(AM((1 / 2)S(aGb))))↑2)) = ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2))
7159, 70breqtrd 2629 . . . . . 6 ((aYbY) → (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2))
721, 2nvgcl 8179 . . . . . . . . . . . 12 ((U ∈ NrmCVec ⋀ (AMa) ∈ X ⋀ (AMb) ∈ X) → ((AMa)G(AMb)) ∈ X)
7328, 72mp3an1 900 . . . . . . . . . . 11 (((AMa) ∈ X ⋀ (AMb) ∈ X) → ((AMa)G(AMb)) ∈ X)
741, 3nvmcl 8207 . . . . . . . . . . . 12 ((U ∈ NrmCVec ⋀ AXaX) → (AMa) ∈ X)
7528, 8, 74mp3an12 903 . . . . . . . . . . 11 (aX → (AMa) ∈ X)
761, 3nvmcl 8207 . . . . . . . . . . . 12 ((U ∈ NrmCVec ⋀ AXbX) → (AMb) ∈ X)
7728, 8, 76mp3an12 903 . . . . . . . . . . 11 (bX → (AMb) ∈ X)
7873, 75, 77syl2an 454 . . . . . . . . . 10 ((aXbX) → ((AMa)G(AMb)) ∈ X)
791, 5nvcl 8227 . . . . . . . . . . 11 ((U ∈ NrmCVec ⋀ ((AMa)G(AMb)) ∈ X) → (N ‘((AMa)G(AMb))) ∈ ℝ)
8028, 79mpan 693 . . . . . . . . . 10 (((AMa)G(AMb)) ∈ X → (N ‘((AMa)G(AMb))) ∈ ℝ)
8178, 80syl 10 . . . . . . . . 9 ((aXbX) → (N ‘((AMa)G(AMb))) ∈ ℝ)
82 resqclt 6552 . . . . . . . . 9 ((N ‘((AMa)G(AMb))) ∈ ℝ → ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2) ∈ ℝ)
8381, 82syl 10 . . . . . . . 8 ((aXbX) → ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2) ∈ ℝ)
84 2re 5926 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
8519, 19readdcl 5306 . . . . . . . . . 10 ((P↑2) + (P↑2)) ∈ ℝ
8684, 85remulcl 5307 . . . . . . . . 9 (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ∈ ℝ
87 suble0t 5648 . . . . . . . . 9 (((2 · ((P↑2) + (P↑2))) ∈ ℝ ⋀ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2) ∈ ℝ) → (((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0 ↔ (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
8886, 87mpan 693 . . . . . . . 8 (((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2) ∈ ℝ → (((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0 ↔ (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
8983, 88syl 10 . . . . . . 7 ((aXbX) → (((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0 ↔ (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
9089, 14, 15syl2an 454 . . . . . 6 ((aYbY) → (((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0 ↔ (2 · ((P↑2) + (P↑2))) ≤ ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)))
9171, 90mpbird 196 . . . . 5 ((aYbY) → ((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0)
9291adantr 389 . . . 4 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((2 · ((P↑2) + (P↑2))) − ((N ‘((AMa)G(AMb)))↑2)) ≤ 0)
9317, 92eqbrtrd 2625 . . 3 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((N ‘(aMb))↑2) ≤ 0)
94 sq0 6566 . . 3 (0↑2) = 0
9593, 94syl6breqr 2645 . 2 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2))
961, 3nvmcl 8207 . . . . . 6 ((U ∈ NrmCVec ⋀ aXbX) → (aMb) ∈ X)
9728, 96mp3an1 900 . . . . 5 ((aXbX) → (aMb) ∈ X)
9821leid 5584 . . . . . . . 8 0 ≤ 0
9921, 98pm3.2i 285 . . . . . . 7 (0 ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ 0)
100 le2sqt 6562 . . . . . . 7 ((((N ‘(aMb)) ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ (N ‘(aMb))) ⋀ (0 ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ 0)) → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
10199, 100mpan2 694 . . . . . 6 (((N ‘(aMb)) ∈ ℝ ⋀ 0 ≤ (N ‘(aMb))) → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
1021, 5nvcl 8227 . . . . . . 7 ((U ∈ NrmCVec ⋀ (aMb) ∈ X) → (N ‘(aMb)) ∈ ℝ)
10328, 102mpan 693 . . . . . 6 ((aMb) ∈ X → (N ‘(aMb)) ∈ ℝ)
1041, 5nvge0 8241 . . . . . . 7 ((U ∈ NrmCVec ⋀ (aMb) ∈ X) → 0 ≤ (N ‘(aMb)))
10528, 104mpan 693 . . . . . 6 ((aMb) ∈ X → 0 ≤ (N ‘(aMb)))
106101, 103, 105sylanc 471 . . . . 5 ((aMb) ∈ X → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
10797, 106syl 10 . . . 4 ((aXbX) → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
108107, 14, 15syl2an 454 . . 3 ((aYbY) → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
109108adantr 389 . 2 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → ((N ‘(aMb)) ≤ 0 ↔ ((N ‘(aMb))↑2) ≤ (0↑2)))
11095, 109mpbird 196 1 (((aYbY) ⋀ ((N ‘(AMa)) = P ⋀ (N ‘(AMb)) = P)) → (N ‘(aMb)) ≤ 0)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   → wi 3   ↔ wb 146   ⋀ wa 223   = wceq 953   ∈ wcel 955  {cab 1456  ∃wrex 1638   class class class wbr 2609   ‘cfv 3172  (class class class)co 3948  supcsup 4547  ℂcc 5204  ℝcr 5205  0cc0 5206  1c1 5207   + caddc 5209   · cmul 5211   − cmin 5264  -cneg 5265   / cdiv 5266   ≤ cle 5267   < clt 5458  2c2 5908  4c4 5910  ↑cexp 6500  NrmCVeccnv 8141   +v cpv 8142  Basecba 8143   ·s cns 8144   −v cnsb 8146  normcnm 8147  SubSpcss 8314  CPreHilcphl 8402
This theorem is referenced by:  minveceu 8514
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 959  ax-gen 960  ax-8 961  ax-9 962  ax-10 963  ax-11 964  ax-12 965  ax-13 966  ax-14 967  ax-17 968  ax-4 970  ax-5o 972  ax-6o 975  ax-9o 1119  ax-10o 1136  ax-16 1206  ax-11o 1213  ax-ext 1452  ax-rep 2683  ax-sep 2693  ax-nul 2700  ax-pow 2732  ax-pr 2769  ax-un 2857  ax-inf2 4597
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3or 774  df-3an 775  df-ex 978  df-sb 1168  df-eu 1375  df-mo 1376  df-clab 1457  df-cleq 1462  df-clel 1465  df-ne 1579  df-nel 1580  df-ral 1641  df-rex 1642  df-reu 1643  df-rab 1644  df-v 1803  df-sbc 1932  df-csb 1992  df-dif 2039  df-un 2040  df-in 2041  df-ss 2043  df-pss 2045  df-nul 2271  df-if 2352  df-pw 2392  df-sn 2402  df-pr 2403  df-tp 2405  df-op 2406  df-uni 2494  df-int 2524  df-iun 2558  df-br 2610  df-opab 2657  df-tr 2671  df-eprel 2821  df-id 2824  df-po 2831  df-so 2841  df-fr 2907  df-we 2924  df-ord 2941  df-on 2942  df-lim 2943  df-suc 2944  df-om 3122  df-xp 3174  df-rel 3175  df-cnv 3176  df-co 3177  df-dm 3178  df-rn 3179  df-res 3180  df-ima 3181  df-fun 3182  df-fn 3183  df-f 3184  df-f1 3185  df-fo 3186  df-f1o 3187  df-fv 3188  df-rdg 3917  df-opr 3950  df-oprab 3951  df-1st 4063  df-2nd 4064  df-1o 4117  df-oadd 4119  df-omul 4120  df-er 4245  df-ec 4247  df-qs 4250  df-en 4351  df-dom 4352  df-sdom 4353  df-sup 4548  df-ni 4972  df-pli 4973  df-mi 4974  df-lti 4975  df-plpq 5007  df-mpq 5008  df-enq 5009  df-nq 5010  df-plq 5011  df-mq 5012  df-rq 5013  df-ltq 5014  df-1q 5015  df-np 5058  df-1p 5059  df-plp 5060  df-mp 5061  df-ltp 5062  df-plpr 5136  df-mpr 5137  df-enr 5138  df-nr 5139  df-plr 5140  df-mr 5141  df-ltr 5142  df-0r 5143  df-1r 5144  df-m1r 5145  df-c 5212  df-0 5213  df-1 5214  df-i 5215  df-r 5216  df-plus 5217  df-mul 5218  df-lt 5219  df-sub 5328  df-neg 5330  df-pnf 5459  df-mnf 5460  df-xr 5461  df-ltxr 5462  df-le 5463  df-div 5672  df-n 5873  df-2 5917  df-3 5918  df-4 5919  df-n0 6047  df-z 6083  df-seq1 6245  df-exp 6501  df-sqr 6600  df-re 6682  df-im 6683  df-cj 6684  df-abs 6685  df-grp 7971  df-gid 7972  df-ginv 7973  df-gdiv 7974  df-abl 8036  df-vc 8102  df-nv 8149  df-va 8152  df-ba 8153  df-sm 8154  df-0v 8155  df-vs 8156  df-nm 8157  df-ssp 8315  df-ph 8403
Copyright terms: Public domain