Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rrntotbnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rrntotbnd 33264
Description: A set in Euclidean space is totally bounded iff its is bounded. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 16-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
rrntotbnd.1 𝑋 = (ℝ ↑𝑚 𝐼)
rrntotbnd.2 𝑀 = ((ℝn𝐼) ↾ (𝑌 × 𝑌))
Assertion
Ref Expression
rrntotbnd (𝐼 ∈ Fin → (𝑀 ∈ (TotBnd‘𝑌) ↔ 𝑀 ∈ (Bnd‘𝑌)))

Proof of Theorem rrntotbnd
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2621 . . 3 ((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼) = ((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)
2 eqid 2621 . . 3 (dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) = (dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))
3 rrntotbnd.1 . . 3 𝑋 = (ℝ ↑𝑚 𝐼)
41, 2, 3repwsmet 33262 . 2 (𝐼 ∈ Fin → (dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ∈ (Met‘𝑋))
53rrnmet 33257 . 2 (𝐼 ∈ Fin → (ℝn𝐼) ∈ (Met‘𝑋))
6 hashcl 13087 . . . 4 (𝐼 ∈ Fin → (#‘𝐼) ∈ ℕ0)
7 nn0re 11245 . . . . 5 ((#‘𝐼) ∈ ℕ0 → (#‘𝐼) ∈ ℝ)
8 nn0ge0 11262 . . . . 5 ((#‘𝐼) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (#‘𝐼))
97, 8resqrtcld 14090 . . . 4 ((#‘𝐼) ∈ ℕ0 → (√‘(#‘𝐼)) ∈ ℝ)
106, 9syl 17 . . 3 (𝐼 ∈ Fin → (√‘(#‘𝐼)) ∈ ℝ)
117, 8sqrtge0d 14093 . . . 4 ((#‘𝐼) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (√‘(#‘𝐼)))
126, 11syl 17 . . 3 (𝐼 ∈ Fin → 0 ≤ (√‘(#‘𝐼)))
1310, 12ge0p1rpd 11846 . 2 (𝐼 ∈ Fin → ((√‘(#‘𝐼)) + 1) ∈ ℝ+)
14 1rp 11780 . . 3 1 ∈ ℝ+
1514a1i 11 . 2 (𝐼 ∈ Fin → 1 ∈ ℝ+)
16 metcl 22047 . . . . 5 (((ℝn𝐼) ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ∈ ℝ)
17163expb 1263 . . . 4 (((ℝn𝐼) ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ∈ ℝ)
185, 17sylan 488 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ∈ ℝ)
1910adantr 481 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (√‘(#‘𝐼)) ∈ ℝ)
204adantr 481 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ∈ (Met‘𝑋))
21 simprl 793 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → 𝑥𝑋)
22 simprr 795 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → 𝑦𝑋)
23 metcl 22047 . . . . . . 7 (((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ∈ ℝ)
24 metge0 22060 . . . . . . 7 (((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → 0 ≤ (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦))
2523, 24jca 554 . . . . . 6 (((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → ((𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
2620, 21, 22, 25syl3anc 1323 . . . . 5 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → ((𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
2726simpld 475 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ∈ ℝ)
2819, 27remulcld 10014 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → ((√‘(#‘𝐼)) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)) ∈ ℝ)
29 peano2re 10153 . . . . . 6 ((√‘(#‘𝐼)) ∈ ℝ → ((√‘(#‘𝐼)) + 1) ∈ ℝ)
3010, 29syl 17 . . . . 5 (𝐼 ∈ Fin → ((√‘(#‘𝐼)) + 1) ∈ ℝ)
3130adantr 481 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → ((√‘(#‘𝐼)) + 1) ∈ ℝ)
3231, 27remulcld 10014 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (((√‘(#‘𝐼)) + 1) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)) ∈ ℝ)
33 id 22 . . . . 5 (𝐼 ∈ Fin → 𝐼 ∈ Fin)
341, 2, 3, 33rrnequiv 33263 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → ((𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ≤ (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ∧ (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ≤ ((√‘(#‘𝐼)) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦))))
3534simprd 479 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ≤ ((√‘(#‘𝐼)) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
3619lep1d 10899 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (√‘(#‘𝐼)) ≤ ((√‘(#‘𝐼)) + 1))
37 lemul1a 10821 . . . 4 ((((√‘(#‘𝐼)) ∈ ℝ ∧ ((√‘(#‘𝐼)) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦))) ∧ (√‘(#‘𝐼)) ≤ ((√‘(#‘𝐼)) + 1)) → ((√‘(#‘𝐼)) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)) ≤ (((√‘(#‘𝐼)) + 1) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
3819, 31, 26, 36, 37syl31anc 1326 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → ((√‘(#‘𝐼)) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)) ≤ (((√‘(#‘𝐼)) + 1) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
3918, 28, 32, 35, 38letrd 10138 . 2 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ≤ (((√‘(#‘𝐼)) + 1) · (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦)))
4034simpld 475 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ≤ (𝑥(ℝn𝐼)𝑦))
4118recnd 10012 . . . 4 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(ℝn𝐼)𝑦) ∈ ℂ)
4241mulid2d 10002 . . 3 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (1 · (𝑥(ℝn𝐼)𝑦)) = (𝑥(ℝn𝐼)𝑦))
4340, 42breqtrrd 4641 . 2 ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑥𝑋𝑦𝑋)) → (𝑥(dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼))𝑦) ≤ (1 · (𝑥(ℝn𝐼)𝑦)))
44 eqid 2621 . 2 ((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌)) = ((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌))
45 rrntotbnd.2 . 2 𝑀 = ((ℝn𝐼) ↾ (𝑌 × 𝑌))
46 ax-resscn 9937 . . 3 ℝ ⊆ ℂ
471, 44cnpwstotbnd 33225 . . 3 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (TotBnd‘𝑌) ↔ ((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (Bnd‘𝑌)))
4846, 47mpan 705 . 2 (𝐼 ∈ Fin → (((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (TotBnd‘𝑌) ↔ ((dist‘((ℂflds ℝ) ↑s 𝐼)) ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (Bnd‘𝑌)))
494, 5, 13, 15, 39, 43, 44, 45, 48equivbnd2 33220 1 (𝐼 ∈ Fin → (𝑀 ∈ (TotBnd‘𝑌) ↔ 𝑀 ∈ (Bnd‘𝑌)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wss 3555   class class class wbr 4613   × cxp 5072  cres 5076  cfv 5847  (class class class)co 6604  𝑚 cmap 7802  Fincfn 7899  cc 9878  cr 9879  0cc0 9880  1c1 9881   + caddc 9883   · cmul 9885  cle 10019  0cn0 11236  +crp 11776  #chash 13057  csqrt 13907  s cress 15782  distcds 15871  s cpws 16028  Metcme 19651  fldccnfld 19665  TotBndctotbnd 33194  Bndcbnd 33195  ncrrn 33253
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 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-2o 7506  df-oadd 7509  df-er 7687  df-ec 7689  df-map 7804  df-pm 7805  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-sup 8292  df-inf 8293  df-oi 8359  df-card 8709  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ico 12123  df-icc 12124  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-fl 12533  df-seq 12742  df-exp 12801  df-hash 13058  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-sum 14351  df-gz 15558  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-hom 15887  df-cco 15888  df-rest 16004  df-topn 16005  df-topgen 16025  df-prds 16029  df-pws 16031  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-cnfld 19666  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-topsp 20624  df-xms 22035  df-ms 22036  df-totbnd 33196  df-bnd 33207  df-rrn 33254
This theorem is referenced by:  rrnheibor  33265
  Copyright terms: Public domain W3C validator