Theorem imasf1omet 22986

Description: The image of a metric is a metric. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
imasf1oxmet.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
imasf1oxmet.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
imasf1oxmet.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
imasf1oxmet.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
imasf1oxmet.e	⊢ 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
imasf1oxmet.d	⊢ 𝐷 = (dist‘𝑈)
imasf1omet.m	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Met‘𝑉))

Assertion

Ref	Expression
imasf1omet	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝐵))

Proof of Theorem imasf1omet

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		imasf1oxmet.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
2		imasf1oxmet.v	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		imasf1oxmet.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
4		imasf1oxmet.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
5		imasf1oxmet.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
6		imasf1oxmet.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (dist‘𝑈)
7		imasf1omet.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Met‘𝑉))
8		metxmet 22944	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ (Met‘𝑉) → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
9	7, 8	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
10	1, 2, 3, 4, 5, 6, 9	imasf1oxmet 22985	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵))
11		f1ofo 6622	. . . . 5 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
12	3, 11	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
13		eqid 2821	. . . 4 ⊢ (dist‘𝑅) = (dist‘𝑅)
14	1, 2, 12, 4, 13, 6	imasdsfn 16787	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 Fn (𝐵 × 𝐵))
15	1	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
16	2	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑉 = (Base‘𝑅))
17	3	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
18	4	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑅 ∈ 𝑍)
19	9	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
20		simprl 769	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑎 ∈ 𝑉)
21		simprr 771	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑏 ∈ 𝑉)
22	15, 16, 17, 18, 5, 6, 19, 20, 21	imasdsf1o 22984	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) = (𝑎𝐸𝑏))
23		metcl 22942	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐸 ∈ (Met‘𝑉) ∧ 𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
24	23	3expb 1116	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐸 ∈ (Met‘𝑉) ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
25	7, 24	sylan 582	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
26	22, 25	eqeltrd 2913	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ)
27	26	ralrimivva 3191	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ)
28		f1ofn 6616	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵 → 𝐹 Fn 𝑉)
29	3, 28	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝑉)
30		oveq2 7164	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑏) → ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) = ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)))
31	30	eleq1d 2897	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑏) → (((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
32	31	ralrn 6854	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 Fn 𝑉 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
33	29, 32	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
34		forn 6593	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:𝑉–onto→𝐵 → ran 𝐹 = 𝐵)
35	12, 34	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 = 𝐵)
36	35	raleqdv 3415	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
37	33, 36	bitr3d 283	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
38	37	ralbidv 3197	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
39	27, 38	mpbid 234	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ)
40		oveq1 7163	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → (𝑥𝐷𝑦) = ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦))
41	40	eleq1d 2897	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → ((𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
42	41	ralbidv 3197	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → (∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
43	42	ralrn 6854	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 Fn 𝑉 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
44	29, 43	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
45	35	raleqdv 3415	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
46	44, 45	bitr3d 283	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
47	39, 46	mpbid 234	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ)
48		ffnov 7278	. . 3 ⊢ (𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ ↔ (𝐷 Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
49	14, 47, 48	sylanbrc 585	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ)
50		ismet2 22943	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (Met‘𝐵) ↔ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵) ∧ 𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ))
51	10, 49, 50	sylanbrc 585	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∀wral 3138   × cxp 5553  ran crn 5556   ↾ cres 5557   Fn wfn 6350  ⟶wf 6351  –onto→wfo 6353  –1-1-onto→wf1o 6354  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  ℝcr 10536  Basecbs 16483  distcds 16574   “_s cimas 16777  ∞Metcxmet 20530  Metcmet 20531

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614  ax-pre-sup 10615

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-iin 4922  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-se 5515  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-isom 6364  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-of 7409  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-supp 7831  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-fsupp 8834  df-sup 8906  df-inf 8907  df-oi 8974  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-div 11298  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-4 11703  df-5 11704  df-6 11705  df-7 11706  df-8 11707  df-9 11708  df-n0 11899  df-z 11983  df-dec 12100  df-uz 12245  df-rp 12391  df-xneg 12508  df-xadd 12509  df-xmul 12510  df-fz 12894  df-fzo 13035  df-seq 13371  df-hash 13692  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-sca 16581  df-vsca 16582  df-ip 16583  df-tset 16584  df-ple 16585  df-ds 16587  df-0g 16715  df-gsum 16716  df-xrs 16775  df-imas 16781  df-mre 16857  df-mrc 16858  df-acs 16860  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-submnd 17957  df-mulg 18225  df-cntz 18447  df-cmn 18908  df-xmet 20538  df-met 20539

This theorem is referenced by:  xpsmet  22992  imasf1oms  23100