ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ispsmet GIF version

Theorem ispsmet 15317
Description: Express the predicate "𝐷 is a pseudometric". (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Feb-2018.)
Assertion
Ref Expression
ispsmet (𝑋𝑉 → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝑋   𝑥,𝐷,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem ispsmet
Dummy variables 𝑢 𝑑 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-psmet 14820 . . . . 5 PsMet = (𝑢 ∈ V ↦ {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑢 × 𝑢)) ∣ ∀𝑥𝑢 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑢𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))})
2 id 19 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑋𝑢 = 𝑋)
32sqxpeqd 4780 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑋 → (𝑢 × 𝑢) = (𝑋 × 𝑋))
43oveq2d 6074 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑋 → (ℝ*𝑚 (𝑢 × 𝑢)) = (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)))
5 raleq 2743 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑋 → (∀𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)) ↔ ∀𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))))
65raleqbi1dv 2755 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑋 → (∀𝑦𝑢𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)) ↔ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))))
76anbi2d 464 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑋 → (((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑢𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))) ↔ ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))))
87raleqbi1dv 2755 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑋 → (∀𝑥𝑢 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑢𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))))
94, 8rabeqbidv 2810 . . . . 5 (𝑢 = 𝑋 → {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑢 × 𝑢)) ∣ ∀𝑥𝑢 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑢𝑧𝑢 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))} = {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))})
10 elex 2827 . . . . 5 (𝑋𝑉𝑋 ∈ V)
11 xrex 10211 . . . . . . . 8 * ∈ V
12 sqxpexg 4873 . . . . . . . 8 (𝑋𝑉 → (𝑋 × 𝑋) ∈ V)
13 mapvalg 6905 . . . . . . . 8 ((ℝ* ∈ V ∧ (𝑋 × 𝑋) ∈ V) → (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) = {𝑓𝑓:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*})
1411, 12, 13sylancr 414 . . . . . . 7 (𝑋𝑉 → (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) = {𝑓𝑓:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*})
15 mapex 6901 . . . . . . . 8 (((𝑋 × 𝑋) ∈ V ∧ ℝ* ∈ V) → {𝑓𝑓:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*} ∈ V)
1612, 11, 15sylancl 413 . . . . . . 7 (𝑋𝑉 → {𝑓𝑓:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*} ∈ V)
1714, 16eqeltrd 2311 . . . . . 6 (𝑋𝑉 → (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∈ V)
18 rabexg 4260 . . . . . 6 ((ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∈ V → {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))} ∈ V)
1917, 18syl 14 . . . . 5 (𝑋𝑉 → {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))} ∈ V)
201, 9, 10, 19fvmptd3 5776 . . . 4 (𝑋𝑉 → (PsMet‘𝑋) = {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))})
2120eleq2d 2304 . . 3 (𝑋𝑉 → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ 𝐷 ∈ {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))}))
22 oveq 6064 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝐷 → (𝑥𝑑𝑥) = (𝑥𝐷𝑥))
2322eqeq1d 2243 . . . . . 6 (𝑑 = 𝐷 → ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ↔ (𝑥𝐷𝑥) = 0))
24 oveq 6064 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝐷 → (𝑥𝑑𝑦) = (𝑥𝐷𝑦))
25 oveq 6064 . . . . . . . . 9 (𝑑 = 𝐷 → (𝑧𝑑𝑥) = (𝑧𝐷𝑥))
26 oveq 6064 . . . . . . . . 9 (𝑑 = 𝐷 → (𝑧𝑑𝑦) = (𝑧𝐷𝑦))
2725, 26oveq12d 6076 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝐷 → ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)) = ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦)))
2824, 27breq12d 4127 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝐷 → ((𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)) ↔ (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))
29282ralbidv 2568 . . . . . 6 (𝑑 = 𝐷 → (∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)) ↔ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))
3023, 29anbi12d 473 . . . . 5 (𝑑 = 𝐷 → (((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))) ↔ ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦)))))
3130ralbidv 2544 . . . 4 (𝑑 = 𝐷 → (∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦))) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦)))))
3231elrab 2976 . . 3 (𝐷 ∈ {𝑑 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∣ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝑑𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝑑𝑦) ≤ ((𝑧𝑑𝑥) +𝑒 (𝑧𝑑𝑦)))} ↔ (𝐷 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦)))))
3321, 32bitrdi 196 . 2 (𝑋𝑉 → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ (𝐷 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))))
34 elmapg 6908 . . . 4 ((ℝ* ∈ V ∧ (𝑋 × 𝑋) ∈ V) → (𝐷 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ↔ 𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*))
3511, 12, 34sylancr 414 . . 3 (𝑋𝑉 → (𝐷 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ↔ 𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*))
3635anbi1d 465 . 2 (𝑋𝑉 → ((𝐷 ∈ (ℝ*𝑚 (𝑋 × 𝑋)) ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦)))) ↔ (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))))
3733, 36bitrd 188 1 (𝑋𝑉 → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑥𝐷𝑥) = 0 ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 (𝑥𝐷𝑦) ≤ ((𝑧𝐷𝑥) +𝑒 (𝑧𝐷𝑦))))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1398  wcel 2205  {cab 2220  wral 2522  {crab 2526  Vcvv 2815   class class class wbr 4114   × cxp 4752  wf 5353  cfv 5357  (class class class)co 6058  𝑚 cmap 6895  0cc0 8143  *cxr 8323  cle 8325   +𝑒 cxad 10125  PsMetcpsmet 14812
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-ral 2527  df-rex 2528  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-id 4419  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-fv 5365  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-map 6897  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-psmet 14820
This theorem is referenced by:  psmetdmdm  15318  psmetf  15319  psmet0  15321  psmettri2  15322  psmetres2  15327  xmetpsmet  15363
  Copyright terms: Public domain W3C validator