MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  minvecolem6 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem minvecolem6 27578
Description: Lemma for minveco 27580. Any minimal point is less than 𝑆 away from 𝐴. (Contributed by Mario Carneiro, 9-May-2014.) (Revised by AV, 4-Oct-2020.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
minveco.x 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
minveco.m 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
minveco.n 𝑁 = (normCV𝑈)
minveco.y 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
minveco.u (𝜑𝑈 ∈ CPreHilOLD)
minveco.w (𝜑𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
minveco.a (𝜑𝐴𝑋)
minveco.d 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
minveco.j 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
minveco.r 𝑅 = ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
minveco.s 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
minvecolem6 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐽   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝑅   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑊,𝑦   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌,𝑦
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑦)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem minvecolem6
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 minveco.u . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 ∈ CPreHilOLD)
2 phnv 27509 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ CPreHilOLD𝑈 ∈ NrmCVec)
31, 2syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 ∈ NrmCVec)
43adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑈 ∈ NrmCVec)
5 minveco.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝑋)
65adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐴𝑋)
7 inss1 3816 . . . . . . . . 9 ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan) ⊆ (SubSp‘𝑈)
8 minveco.w . . . . . . . . 9 (𝜑𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
97, 8sseldi 3586 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈))
10 minveco.x . . . . . . . . 9 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
11 minveco.y . . . . . . . . 9 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
12 eqid 2626 . . . . . . . . 9 (SubSp‘𝑈) = (SubSp‘𝑈)
1310, 11, 12sspba 27422 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈)) → 𝑌𝑋)
143, 9, 13syl2anc 692 . . . . . . 7 (𝜑𝑌𝑋)
1514sselda 3588 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥𝑋)
16 minveco.m . . . . . . 7 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
17 minveco.n . . . . . . 7 𝑁 = (normCV𝑈)
18 minveco.d . . . . . . 7 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
1910, 16, 17, 18imsdval 27381 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝑥𝑋) → (𝐴𝐷𝑥) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
204, 6, 15, 19syl3anc 1323 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐴𝐷𝑥) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
2120oveq1d 6620 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝐴𝐷𝑥)↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2))
22 minveco.s . . . . . . . 8 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )
23 minveco.j . . . . . . . . . . . 12 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
24 minveco.r . . . . . . . . . . . 12 𝑅 = ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
2510, 16, 17, 11, 1, 8, 5, 18, 23, 24minvecolem1 27570 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
2625adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
2726simp1d 1071 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑅 ⊆ ℝ)
2826simp2d 1072 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑅 ≠ ∅)
29 0red 9986 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ∈ ℝ)
3026simp3d 1073 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤)
31 breq1 4621 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → (𝑥𝑤 ↔ 0 ≤ 𝑤))
3231ralbidv 2985 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (∀𝑤𝑅 𝑥𝑤 ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
3332rspcev 3300 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤)
3429, 30, 33syl2anc 692 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤)
35 infrecl 10950 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
3627, 28, 34, 35syl3anc 1323 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑌) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
3722, 36syl5eqel 2708 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ∈ ℝ)
3837resqcld 12972 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑆↑2) ∈ ℝ)
3938recnd 10013 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑆↑2) ∈ ℂ)
4039addid1d 10181 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑆↑2) + 0) = (𝑆↑2))
4121, 40breq12d 4631 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2) ≤ (𝑆↑2)))
4210, 16nvmcl 27341 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝑥𝑋) → (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋)
434, 6, 15, 42syl3anc 1323 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋)
4410, 17nvcl 27356 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ)
454, 43, 44syl2anc 692 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ)
4610, 17nvge0 27368 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
474, 43, 46syl2anc 692 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
48 infregelb 10952 . . . . . . 7 (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) ∧ 0 ∈ ℝ) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
4927, 28, 34, 29, 48syl31anc 1326 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
5030, 49mpbird 247 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
5150, 22syl6breqr 4660 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ 𝑆)
5245, 37, 47, 51le2sqd 12981 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2) ≤ (𝑆↑2)))
5322breq2i 4626 . . . 4 ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
54 infregelb 10952 . . . . 5 (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) ∧ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5527, 28, 34, 45, 54syl31anc 1326 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5653, 55syl5bb 272 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5741, 52, 563bitr2d 296 . 2 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5824raleqi 3136 . . 3 (∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤)
59 fvex 6160 . . . . 5 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
6059rgenw 2924 . . . 4 𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
61 eqid 2626 . . . . 5 (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
62 breq2 4622 . . . . 5 (𝑤 = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
6361, 62ralrnmpt 6325 . . . 4 (∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V → (∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
6460, 63ax-mp 5 . . 3 (∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
6558, 64bitri 264 . 2 (∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
6657, 65syl6bb 276 1 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1992  wne 2796  wral 2912  wrex 2913  Vcvv 3191  cin 3559  wss 3560  c0 3896   class class class wbr 4618  cmpt 4678  ran crn 5080  cfv 5850  (class class class)co 6605  infcinf 8292  cr 9880  0cc0 9881   + caddc 9884   < clt 10019  cle 10020  2c2 11015  cexp 12797  MetOpencmopn 19650  NrmCVeccnv 27279  BaseSetcba 27281  𝑣 cnsb 27284  normCVcnmcv 27285  IndMetcims 27286  SubSpcss 27416  CPreHilOLDccphlo 27507  CBanccbn 27558
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-sup 8293  df-inf 8294  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-rp 11777  df-seq 12739  df-exp 12798  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-grpo 27187  df-gid 27188  df-ginv 27189  df-gdiv 27190  df-ablo 27239  df-vc 27254  df-nv 27287  df-va 27290  df-ba 27291  df-sm 27292  df-0v 27293  df-vs 27294  df-nmcv 27295  df-ims 27296  df-ssp 27417  df-ph 27508  df-cbn 27559
This theorem is referenced by:  minvecolem7  27579
  Copyright terms: Public domain W3C validator