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Theorem ismet 13103
Description: Express the predicate " D is a metric". (Contributed by NM, 25-Aug-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 14-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
ismet |- ( X e. A -> ( D e. ( Met ` X ) <-> ( D : ( X X. X ) --> RR /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) ) )
Distinct variable groups:   x, y, z, D   x, X, y, z
Allowed substitution hints:   A( x, y, z)
Proof of Theorem ismet
Dummy variables d t are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 2741 . . . . 5 |- ( X e. A -> X e. _V )
2 fnmap 6631 . . . . . . . 8 |- ^m Fn ( _V X. _V )
3 reex 7901 . . . . . . . 8 |- RR e. _V
4 sqxpexg 4725 . . . . . . . 8 |- ( X e. _V -> ( X X. X ) e. _V )
5 fnovex 5884 . . . . . . . 8 |- ( ( ^m Fn ( _V X. _V ) /\ RR e. _V /\ ( X X. X ) e. _V ) -> ( RR ^m ( X X. X ) ) e. _V )
62, 3, 4, 5mp3an12i 1336 . . . . . . 7 |- ( X e. _V -> ( RR ^m ( X X. X ) ) e. _V )
7 rabexg 4130 . . . . . . 7 |- ( ( RR ^m ( X X. X ) ) e. _V -> { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } e. _V )
86, 7syl 14 . . . . . 6 |- ( X e. _V -> { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } e. _V )
9 xpeq12 4628 . . . . . . . . . 10 |- ( ( t = X /\ t = X ) -> ( t X. t ) = ( X X. X ) )
109anidms 395 . . . . . . . . 9 |- ( t = X -> ( t X. t ) = ( X X. X ) )
1110oveq2d 5867 . . . . . . . 8 |- ( t = X -> ( RR ^m ( t X. t ) ) = ( RR ^m ( X X. X ) ) )
12 raleq 2665 . . . . . . . . . . 11 |- ( t = X -> ( A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) <-> A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) )
1312anbi2d 461 . . . . . . . . . 10 |- ( t = X -> ( ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) <-> ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) ) )
1413raleqbi1dv 2673 . . . . . . . . 9 |- ( t = X -> ( A. y e. t ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) <-> A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) ) )
1514raleqbi1dv 2673 . . . . . . . 8 |- ( t = X -> ( A. x e. t A. y e. t ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) <-> A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) ) )
1611, 15rabeqbidv 2725 . . . . . . 7 |- ( t = X -> { d e. ( RR ^m ( t X. t ) ) | A. x e. t A. y e. t ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } = { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } )
17 df-met 12748 . . . . . . 7 |- Met = ( t e. _V |-> { d e. ( RR ^m ( t X. t ) ) | A. x e. t A. y e. t ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. t ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } )
1816, 17fvmptg 5570 . . . . . 6 |- ( ( X e. _V /\ { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } e. _V ) -> ( Met ` X ) = { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } )
198, 18mpdan 419 . . . . 5 |- ( X e. _V -> ( Met ` X ) = { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } )
201, 19syl 14 . . . 4 |- ( X e. A -> ( Met ` X ) = { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } )
2120eleq2d 2240 . . 3 |- ( X e. A -> ( D e. ( Met ` X ) <-> D e. { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } ) )
22 oveq 5857 . . . . . . . 8 |- ( d = D -> ( x d y ) = ( x D y ) )
2322eqeq1d 2179 . . . . . . 7 |- ( d = D -> ( ( x d y ) = 0 <-> ( x D y ) = 0 ) )
2423bibi1d 232 . . . . . 6 |- ( d = D -> ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) <-> ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) ) )
25 oveq 5857 . . . . . . . . 9 |- ( d = D -> ( z d x ) = ( z D x ) )
26 oveq 5857 . . . . . . . . 9 |- ( d = D -> ( z d y ) = ( z D y ) )
2725, 26oveq12d 5869 . . . . . . . 8 |- ( d = D -> ( ( z d x ) + ( z d y ) ) = ( ( z D x ) + ( z D y ) ) )
2822, 27breq12d 4000 . . . . . . 7 |- ( d = D -> ( ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) <-> ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) )
2928ralbidv 2470 . . . . . 6 |- ( d = D -> ( A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) <-> A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) )
3024, 29anbi12d 470 . . . . 5 |- ( d = D -> ( ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) <-> ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) )
31302ralbidv 2494 . . . 4 |- ( d = D -> ( A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) <-> A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) )
3231elrab 2886 . . 3 |- ( D e. { d e. ( RR ^m ( X X. X ) ) | A. x e. X A. y e. X ( ( ( x d y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x d y ) <_ ( ( z d x ) + ( z d y ) ) ) } <-> ( D e. ( RR ^m ( X X. X ) ) /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) )
3321, 32bitrdi 195 . 2 |- ( X e. A -> ( D e. ( Met ` X ) <-> ( D e. ( RR ^m ( X X. X ) ) /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) ) )
34 sqxpexg 4725 . . . 4 |- ( X e. A -> ( X X. X ) e. _V )
35 elmapg 6637 . . . 4 |- ( ( RR e. _V /\ ( X X. X ) e. _V ) -> ( D e. ( RR ^m ( X X. X ) ) <-> D : ( X X. X ) --> RR ) )
363, 34, 35sylancr 412 . . 3 |- ( X e. A -> ( D e. ( RR ^m ( X X. X ) ) <-> D : ( X X. X ) --> RR ) )
3736anbi1d 462 . 2 |- ( X e. A -> ( ( D e. ( RR ^m ( X X. X ) ) /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) <-> ( D : ( X X. X ) --> RR /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) ) )
3833, 37bitrd 187 1 |- ( X e. A -> ( D e. ( Met ` X ) <-> ( D : ( X X. X ) --> RR /\ A. x e. X A. y e. X ( ( ( x D y ) = 0 <-> x = y ) /\ A. z e. X ( x D y ) <_ ( ( z D x ) + ( z D y ) ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1348   e. wcel 2141   A.wral 2448   {crab 2452   _Vcvv 2730   class class class wbr 3987   X. cxp 4607   Fn wfn 5191   -->wf 5192   ` cfv 5196  (class class class)co 5851   ^m cmap 6624   RRcr 7766   0cc0 7767   + caddc 7770   <_ cle 7948   Metcmet 12740
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4105  ax-pow 4158  ax-pr 4192  ax-un 4416  ax-setind 4519  ax-cnex 7858  ax-resscn 7859
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-pw 3566  df-sn 3587  df-pr 3588  df-op 3590  df-uni 3795  df-iun 3873  df-br 3988  df-opab 4049  df-mpt 4050  df-id 4276  df-xp 4615  df-rel 4616  df-cnv 4617  df-co 4618  df-dm 4619  df-rn 4620  df-res 4621  df-ima 4622  df-iota 5158  df-fun 5198  df-fn 5199  df-f 5200  df-fv 5204  df-ov 5854  df-oprab 5855  df-mpo 5856  df-1st 6117  df-2nd 6118  df-map 6626  df-met 12748
This theorem is referenced by:  ismeti  13105  metflem  13108  ismet2  13113
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