Theorem psmettri2 14648

Description: Triangle inequality for the distance function of a pseudometric. (Contributed by Thierry Arnoux, 11-Feb-2018.)

Assertion

Ref	Expression
psmettri2	⊢ ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ (𝐶 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋)) → (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵)))

Proof of Theorem psmettri2

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-psmet 14175	. . . . . . . . 9 ⊢ PsMet = (𝑑 ∈ V ↦ {𝑒 ∈ (ℝ* ↑𝑚 (𝑑 × 𝑑)) ∣ ∀𝑎 ∈ 𝑑 ((𝑎𝑒𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑑 ∀𝑐 ∈ 𝑑 (𝑎𝑒𝑏) ≤ ((𝑐𝑒𝑎) +𝑒 (𝑐𝑒𝑏)))})
2	1	mptrcl 5647	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → 𝑋 ∈ V)
3		ispsmet 14643	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ V → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑎 ∈ 𝑋 ((𝑎𝐷𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))))
4	2, 3	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ↔ (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑎 ∈ 𝑋 ((𝑎𝐷𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))))
5	4	ibi 176	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ* ∧ ∀𝑎 ∈ 𝑋 ((𝑎𝐷𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))))
6	5	simprd 114	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → ∀𝑎 ∈ 𝑋 ((𝑎𝐷𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))
7	6	r19.21bi 2585	. . . 4 ⊢ ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑎 ∈ 𝑋) → ((𝑎𝐷𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))
8	7	simprd 114	. . 3 ⊢ ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑎 ∈ 𝑋) → ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))
9	8	ralrimiva 2570	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → ∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))
10		oveq1 5932	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑎𝐷𝑏) = (𝐴𝐷𝑏))
11		oveq2 5933	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑐𝐷𝑎) = (𝑐𝐷𝐴))
12	11	oveq1d 5940	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) = ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))
13	10, 12	breq12d 4047	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → ((𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) ↔ (𝐴𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))
14		oveq2 5933	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝐴𝐷𝑏) = (𝐴𝐷𝐵))
15		oveq2 5933	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝑐𝐷𝑏) = (𝑐𝐷𝐵))
16	15	oveq2d 5941	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) = ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)))
17	14, 16	breq12d 4047	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((𝐴𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) ↔ (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵))))
18		oveq1 5932	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐷𝐴) = (𝐶𝐷𝐴))
19		oveq1 5932	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐷𝐵) = (𝐶𝐷𝐵))
20	18, 19	oveq12d 5943	. . . . 5 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)) = ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵)))
21	20	breq2d 4046	. . . 4 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)) ↔ (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵))))
22	13, 17, 21	rspc3v 2884	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → (∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) → (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵))))
23	22	3comr 1213	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) → (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵))))
24	9, 23	mpan9 281	1 ⊢ ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ (𝐶 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋)) → (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 980   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∀wral 2475  {crab 2479  Vcvv 2763   class class class wbr 4034   × cxp 4662  ⟶wf 5255  ‘cfv 5259  (class class class)co 5925   ↑_𝑚 cmap 6716  0cc0 7896  ℝ^*cxr 8077   ≤ cle 8079   +_𝑒 cxad 9862  PsMetcpsmet 14167

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-ral 2480  df-rex 2481  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-fv 5267  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-map 6718  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-psmet 14175

This theorem is referenced by:  psmetsym  14649  psmettri  14650  psmetge0  14651  psmetres2  14653  xblss2ps  14724