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

Theorem metcnp3 13562
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 13494 . . . 4 (𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
323ad2ant1 1018 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
4 metcn.4 . . . . 5 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
54mopnval 13493 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
653ad2ant2 1019 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
74mopntopon 13494 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
873ad2ant2 1019 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
9 simp3 999 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) → 𝑃𝑋)
103, 6, 8, 9tgcnp 13260 . 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 1037 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
12 simplr 528 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝐹:𝑋𝑌)
13 simpll3 1038 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑃𝑋)
1412, 13ffvelcdmd 5644 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ 𝑌)
15 simpr 110 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ+)
16 blcntr 13467 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
1711, 14, 15, 16syl3anc 1238 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))
18 rpxr 9630 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ*)
1918adantl 277 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ ℝ*)
20 blelrn 13471 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌𝑦 ∈ ℝ*) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
2111, 14, 19, 20syl3anc 1238 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∈ ran (ball‘𝐷))
22 eleq2 2239 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑃) ∈ 𝑢 ↔ (𝐹𝑃) ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
23 sseq2 3177 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
2423anbi2d 464 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2524rexbidv 2476 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ ∃𝑣𝐽 (𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦))))
2622, 25imbi12d 234 . . . . . . . . 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 2835 . . . . . . . 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 1000 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
3130ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
32 simplrr 536 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑣𝐽)
33 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → 𝑃𝑣)
341mopni2 13534 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑣𝐽𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
3531, 32, 33, 34syl3anc 1238 . . . . . . . . . 10 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+𝑣𝐽)) ∧ 𝑃𝑣) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ⊆ 𝑣)
36 sstr2 3160 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ (𝐹𝑣) → ((𝐹𝑣) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦)))
37 imass2 4997 . . . . . . . . . . . 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 2576 . . . . . . . . . 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 363 . . . . . . . 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 375 . . . . . . 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 2591 . . . . . 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 2555 . . . 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 1001 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃𝑋) ∧ 𝐹:𝑋𝑌) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
47 blss 13479 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑢 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑢) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢)
48473expib 1206 . . . . . . . . 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 2613 . . . . . . . . . 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 492 . . . . . . . . . . . . . . . 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 488 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9630 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ*)
5453ad2antrl 490 . . . . . . . . . . . . . . . 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 13541 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∈ 𝐽)
5651, 52, 54, 55syl3anc 1238 . . . . . . . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . . . . . . . . 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 13467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧 ∈ ℝ+) → 𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧))
5951, 52, 57, 58syl3anc 1238 . . . . . . . . . . . . . . 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 3161 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ∧ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑢) → (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)
6160ad2ant2l 508 . . . . . . . . . . . . . . . 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 268 . . . . . . . . . . . . . . 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 2239 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝑃𝑣𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
64 imaeq2 4959 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → (𝐹𝑣) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)))
6564sseq1d 3182 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝐹𝑣) ⊆ 𝑢 ↔ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢))
6663, 65anbi12d 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑣 = (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) → ((𝑃𝑣 ∧ (𝐹𝑣) ⊆ 𝑢) ↔ (𝑃 ∈ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧) ∧ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐶)𝑧)) ⊆ 𝑢)))
6766rspcev 2839 . . . . . . . . . . . . . . 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 1236 . . . . . . . . . . . . . 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 375 . . . . . . . . . . . . 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 2592 . . . . . . . . . . . 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 363 . . . . . . . . . . 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 2592 . . . . . . . . . 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 258 . . . . . . . 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 366 . . . . 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 2554 . . . 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 129 . . 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 452 . 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 188 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 104  wb 105  w3a 978   = wceq 1353  wcel 2146  wral 2453  wrex 2454  wss 3127  ran crn 4621  cima 4623  wf 5204  cfv 5208  (class class class)co 5865  *cxr 7965  +crp 9622  topGenctg 12623  ∞Metcxmet 13031  ballcbl 13033  MetOpencmopn 13036  TopOnctopon 13059   CnP ccnp 13237
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1445  ax-7 1446  ax-gen 1447  ax-ie1 1491  ax-ie2 1492  ax-8 1502  ax-10 1503  ax-11 1504  ax-i12 1505  ax-bndl 1507  ax-4 1508  ax-17 1524  ax-i9 1528  ax-ial 1532  ax-i5r 1533  ax-13 2148  ax-14 2149  ax-ext 2157  ax-coll 4113  ax-sep 4116  ax-nul 4124  ax-pow 4169  ax-pr 4203  ax-un 4427  ax-setind 4530  ax-iinf 4581  ax-cnex 7877  ax-resscn 7878  ax-1cn 7879  ax-1re 7880  ax-icn 7881  ax-addcl 7882  ax-addrcl 7883  ax-mulcl 7884  ax-mulrcl 7885  ax-addcom 7886  ax-mulcom 7887  ax-addass 7888  ax-mulass 7889  ax-distr 7890  ax-i2m1 7891  ax-0lt1 7892  ax-1rid 7893  ax-0id 7894  ax-rnegex 7895  ax-precex 7896  ax-cnre 7897  ax-pre-ltirr 7898  ax-pre-ltwlin 7899  ax-pre-lttrn 7900  ax-pre-apti 7901  ax-pre-ltadd 7902  ax-pre-mulgt0 7903  ax-pre-mulext 7904  ax-arch 7905  ax-caucvg 7906
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1459  df-sb 1761  df-eu 2027  df-mo 2028  df-clab 2162  df-cleq 2168  df-clel 2171  df-nfc 2306  df-ne 2346  df-nel 2441  df-ral 2458  df-rex 2459  df-reu 2460  df-rmo 2461  df-rab 2462  df-v 2737  df-sbc 2961  df-csb 3056  df-dif 3129  df-un 3131  df-in 3133  df-ss 3140  df-nul 3421  df-if 3533  df-pw 3574  df-sn 3595  df-pr 3596  df-op 3598  df-uni 3806  df-int 3841  df-iun 3884  df-br 3999  df-opab 4060  df-mpt 4061  df-tr 4097  df-id 4287  df-po 4290  df-iso 4291  df-iord 4360  df-on 4362  df-ilim 4363  df-suc 4365  df-iom 4584  df-xp 4626  df-rel 4627  df-cnv 4628  df-co 4629  df-dm 4630  df-rn 4631  df-res 4632  df-ima 4633  df-iota 5170  df-fun 5210  df-fn 5211  df-f 5212  df-f1 5213  df-fo 5214  df-f1o 5215  df-fv 5216  df-isom 5217  df-riota 5821  df-ov 5868  df-oprab 5869  df-mpo 5870  df-1st 6131  df-2nd 6132  df-recs 6296  df-frec 6382  df-map 6640  df-sup 6973  df-inf 6974  df-pnf 7968  df-mnf 7969  df-xr 7970  df-ltxr 7971  df-le 7972  df-sub 8104  df-neg 8105  df-reap 8506  df-ap 8513  df-div 8602  df-inn 8891  df-2 8949  df-3 8950  df-4 8951  df-n0 9148  df-z 9225  df-uz 9500  df-q 9591  df-rp 9623  df-xneg 9741  df-xadd 9742  df-seqfrec 10414  df-exp 10488  df-cj 10817  df-re 10818  df-im 10819  df-rsqrt 10973  df-abs 10974  df-topgen 12629  df-psmet 13038  df-xmet 13039  df-bl 13041  df-mopn 13042  df-top 13047  df-topon 13060  df-bases 13092  df-cnp 13240
This theorem is referenced by:  metcnp  13563
  Copyright terms: Public domain W3C validator