ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  metcnp3 GIF version

Theorem metcnp3 12717
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 12649 . . . 4 (𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
323ad2ant1 1003 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
4 metcn.4 . . . . 5 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
54mopnval 12648 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
653ad2ant2 1004 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
74mopntopon 12649 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
873ad2ant2 1004 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
9 simp3 984 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝑃𝑋)
103, 6, 8, 9tgcnp 12415 . 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 1022 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
12 simplr 520 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐹:𝑋𝑌)
13 simpll3 1023 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑃𝑋)
1412, 13ffvelrnd 5563 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ 𝑌)
15 simpr 109 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ+)
16 blcntr 12622 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
1711, 14, 15, 16syl3anc 1217 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
18 rpxr 9477 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ*)
1918adantl 275 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ*)
20 blelrn 12626 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ*) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
2111, 14, 19, 20syl3anc 1217 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
22 eleq2 2204 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 ↔ (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
23 sseq2 3125 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
2423anbi2d 460 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2524rexbidv 2439 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2622, 25imbi12d 233 . . . . . . . . 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 2788 . . . . . . . 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 14 . . . . . . 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 42 . . . . . 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 985 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
3130ad2antrr 480 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
32 simplrr 526 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑣𝐽)
33 simpr 109 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑃𝑣)
341mopni2 12689 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑣𝐽𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
3531, 32, 33, 34syl3anc 1217 . . . . . . . . . 10 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
36 sstr2 3108 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ (𝐹𝑣) → ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
37 imass2 4922 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣 → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ (𝐹𝑣))
3836, 37syl11 31 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣 → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
3938reximdv 2536 . . . . . . . . . 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 29 . . . . . . . . 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 361 . . . . . . . 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 373 . . . . . . 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 2551 . . . . . 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 45 . . . . 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 2515 . . . 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 986 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
47 blss 12634 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢)
48473expib 1185 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → ((𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢))
4946, 48syl 14 . . . . . . . 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 2573 . . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . . . . . 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 480 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ*)
5453ad2antrl 482 . . . . . . . . . . . . . . . 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 12696 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∈ 𝐽)
5651, 52, 54, 55syl3anc 1217 . . . . . . . . . . . . . . 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 521 . . . . . . . . . . . . . . . 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 12622 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ+) → 𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧))
5951, 52, 57, 58syl3anc 1217 . . . . . . . . . . . . . . 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 3109 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)
6160ad2ant2l 500 . . . . . . . . . . . . . . . 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 266 . . . . . . . . . . . . . . 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 2204 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝑃𝑣𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
64 imaeq2 4884 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝐹𝑣) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
6564sseq1d 3130 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢))
6663, 65anbi12d 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)))
6766rspcev 2792 . . . . . . . . . . . . . . 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 1215 . . . . . . . . . . . . . 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 373 . . . . . . . . . . . . 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 2552 . . . . . . . . . . . 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 361 . . . . . . . . . . 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 2552 . . . . . . . . . 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 32 . . . . . . . . 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 256 . . . . . . . 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 45 . . . . . . 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 78 . . . . . 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 364 . . . . 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 2514 . . . 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 128 . . 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 448 . 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 187 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 set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104  w3a 963   = wceq 1332  wcel 1481  wral 2417  wrex 2418  wss 3075  ran crn 4547  cima 4549  wf 5126  cfv 5130  (class class class)co 5781  *cxr 7822  +crp 9469  topGenctg 12172  ∞Metcxmet 12186  ballcbl 12188  MetOpencmopn 12191  TopOnctopon 12214   CnP ccnp 12392
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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4050  ax-sep 4053  ax-nul 4061  ax-pow 4105  ax-pr 4138  ax-un 4362  ax-setind 4459  ax-iinf 4509  ax-cnex 7734  ax-resscn 7735  ax-1cn 7736  ax-1re 7737  ax-icn 7738  ax-addcl 7739  ax-addrcl 7740  ax-mulcl 7741  ax-mulrcl 7742  ax-addcom 7743  ax-mulcom 7744  ax-addass 7745  ax-mulass 7746  ax-distr 7747  ax-i2m1 7748  ax-0lt1 7749  ax-1rid 7750  ax-0id 7751  ax-rnegex 7752  ax-precex 7753  ax-cnre 7754  ax-pre-ltirr 7755  ax-pre-ltwlin 7756  ax-pre-lttrn 7757  ax-pre-apti 7758  ax-pre-ltadd 7759  ax-pre-mulgt0 7760  ax-pre-mulext 7761  ax-arch 7762  ax-caucvg 7763
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 817  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2913  df-csb 3007  df-dif 3077  df-un 3079  df-in 3081  df-ss 3088  df-nul 3368  df-if 3479  df-pw 3516  df-sn 3537  df-pr 3538  df-op 3540  df-uni 3744  df-int 3779  df-iun 3822  df-br 3937  df-opab 3997  df-mpt 3998  df-tr 4034  df-id 4222  df-po 4225  df-iso 4226  df-iord 4295  df-on 4297  df-ilim 4298  df-suc 4300  df-iom 4512  df-xp 4552  df-rel 4553  df-cnv 4554  df-co 4555  df-dm 4556  df-rn 4557  df-res 4558  df-ima 4559  df-iota 5095  df-fun 5132  df-fn 5133  df-f 5134  df-f1 5135  df-fo 5136  df-f1o 5137  df-fv 5138  df-isom 5139  df-riota 5737  df-ov 5784  df-oprab 5785  df-mpo 5786  df-1st 6045  df-2nd 6046  df-recs 6209  df-frec 6295  df-map 6551  df-sup 6878  df-inf 6879  df-pnf 7825  df-mnf 7826  df-xr 7827  df-ltxr 7828  df-le 7829  df-sub 7958  df-neg 7959  df-reap 8360  df-ap 8367  df-div 8456  df-inn 8744  df-2 8802  df-3 8803  df-4 8804  df-n0 9001  df-z 9078  df-uz 9350  df-q 9438  df-rp 9470  df-xneg 9588  df-xadd 9589  df-seqfrec 10249  df-exp 10323  df-cj 10645  df-re 10646  df-im 10647  df-rsqrt 10801  df-abs 10802  df-topgen 12178  df-psmet 12193  df-xmet 12194  df-bl 12196  df-mopn 12197  df-top 12202  df-topon 12215  df-bases 12247  df-cnp 12395
This theorem is referenced by:  metcnp  12718
  Copyright terms: Public domain W3C validator