MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  metcnp3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem metcnp3 22566
Description: Two ways to express that 𝐹 is continuous at 𝑃 for metric spaces. Proposition 14-4.2 of [Gleason] p. 240. (Contributed by NM, 17-May-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
metcn.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
metcn.4 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
metcnp3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
Distinct variable groups:   𝑦,𝑧,𝐹   𝑦,𝐽,𝑧   𝑦,𝐾,𝑧   𝑦,𝑋,𝑧   𝑦,𝑌,𝑧   𝑦,𝐶,𝑧   𝑦,𝐷,𝑧   𝑦,𝑃,𝑧

Proof of Theorem metcnp3
Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 metcn.2 . . . . 5 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
21mopntopon 22465 . . . 4 (𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
323ad2ant1 1128 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
4 metcn.4 . . . . 5 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
54mopnval 22464 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
653ad2ant2 1129 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
74mopntopon 22465 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
873ad2ant2 1129 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
9 simp3 1133 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝑃𝑋)
103, 6, 8, 9tgcnp 21279 . 2 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋𝑌 ∧ ∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))))
11 simpll2 1257 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
12 simplr 809 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐹:𝑋𝑌)
13 simpll3 1259 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑃𝑋)
1412, 13ffvelrnd 6524 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ 𝑌)
15 simpr 479 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ+)
16 blcntr 22439 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
1711, 14, 15, 16syl3anc 1477 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
18 rpxr 12053 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ*)
1918adantl 473 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ*)
20 blelrn 22443 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ*) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
2111, 14, 19, 20syl3anc 1477 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
22 eleq2 2828 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 ↔ (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
23 sseq2 3768 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
2423anbi2d 742 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2524rexbidv 3190 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2622, 25imbi12d 333 . . . . . . . . 9 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) ↔ ((𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))))
2726rspcv 3445 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) → ((𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))))
2821, 27syl 17 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) → ((𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))))
2917, 28mpid 44 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
30 simpl1 1228 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
3130ad2antrr 764 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
32 simplrr 820 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑣𝐽)
33 simpr 479 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑃𝑣)
341mopni2 22519 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑣𝐽𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
3531, 32, 33, 34syl3anc 1477 . . . . . . . . . 10 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
36 sstr2 3751 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ (𝐹𝑣) → ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
37 imass2 5659 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣 → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ (𝐹𝑣))
3836, 37syl11 33 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣 → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
3938reximdv 3154 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣 → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
4035, 39syl5com 31 . . . . . . . . 9 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
4140expimpd 630 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
4241expr 644 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝑣𝐽 → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
4342rexlimdv 3168 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
4429, 43syld 47 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
4544ralrimdva 3107 . . . 4 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) → ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
46 simpl2 1230 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
47 blss 22451 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢)
48473expib 1117 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → ((𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢))
4946, 48syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → ((𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢))
50 r19.29r 3211 . . . . . . . . . 10 ((∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 ∧ ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
5130ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
5213ad2antrr 764 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → 𝑃𝑋)
53 rpxr 12053 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ*)
5453ad2antrl 766 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → 𝑧 ∈ ℝ*)
551blopn 22526 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∈ 𝐽)
5651, 52, 54, 55syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∈ 𝐽)
57 simprl 811 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → 𝑧 ∈ ℝ+)
58 blcntr 22439 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ+) → 𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧))
5951, 52, 57, 58syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → 𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧))
60 sstr 3752 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)
6160ad2ant2l 799 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) ∧ ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢)) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)
6261ancoms 468 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)
63 eleq2 2828 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝑃𝑣𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
64 imaeq2 5620 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝐹𝑣) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
6564sseq1d 3773 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢))
6663, 65anbi12d 749 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)))
6766rspcev 3449 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))
6856, 59, 62, 67syl12anc 1475 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))
6968expr 644 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))
7069rexlimdva 3169 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) → (∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))
7170expimpd 630 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ((((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 ∧ ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))
7271rexlimdva 3169 . . . . . . . . . 10 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∃𝑦 ∈ ℝ+ (((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 ∧ ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))
7350, 72syl5 34 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → ((∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))
7473expd 451 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢 → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))))
7549, 74syld 47 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → ((𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))))
7675com23 86 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))))
7776exp4a 634 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) → ((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)))))
7877ralrimdv 3106 . . . 4 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))))
7945, 78impbid 202 . . 3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → (∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢)) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
8079pm5.32da 676 . 2 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → ((𝐹:𝑋𝑌 ∧ ∀𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷)((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 → ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢))) ↔ (𝐹:𝑋𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
8110, 80bitrd 268 1 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ+ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  wrex 3051  wss 3715  ran crn 5267  cima 5269  wf 6045  cfv 6049  (class class class)co 6814  *cxr 10285  +crp 12045  topGenctg 16320  ∞Metcxmt 19953  ballcbl 19955  MetOpencmopn 19958  TopOnctopon 20937   CnP ccnp 21251
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-er 7913  df-map 8027  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-sup 8515  df-inf 8516  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-q 12002  df-rp 12046  df-xneg 12159  df-xadd 12160  df-xmul 12161  df-topgen 16326  df-psmet 19960  df-xmet 19961  df-bl 19963  df-mopn 19964  df-top 20921  df-topon 20938  df-bases 20972  df-cnp 21254
This theorem is referenced by:  metcnp  22567
  Copyright terms: Public domain W3C validator