Theorem psmettri2 14496

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 14039	. . . . . . . . 9 ⊢ PsMet = (𝑑 ∈ V ↦ {𝑒 ∈ (ℝ* ↑𝑚 (𝑑 × 𝑑)) ∣ ∀𝑎 ∈ 𝑑 ((𝑎𝑒𝑎) = 0 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑑 ∀𝑐 ∈ 𝑑 (𝑎𝑒𝑏) ≤ ((𝑐𝑒𝑎) +𝑒 (𝑐𝑒𝑏)))})
2	1	mptrcl 5640	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → 𝑋 ∈ V)
3		ispsmet 14491	. . . . . . . 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 2582	. . . 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 2567	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → ∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))
10		oveq1 5925	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑎𝐷𝑏) = (𝐴𝐷𝑏))
11		oveq2 5926	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑐𝐷𝑎) = (𝑐𝐷𝐴))
12	11	oveq1d 5933	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) = ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)))
13	10, 12	breq12d 4042	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → ((𝑎𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝑎) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) ↔ (𝐴𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏))))
14		oveq2 5926	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝐴𝐷𝑏) = (𝐴𝐷𝐵))
15		oveq2 5926	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝑐𝐷𝑏) = (𝑐𝐷𝐵))
16	15	oveq2d 5934	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) = ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)))
17	14, 16	breq12d 4042	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((𝐴𝐷𝑏) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝑏)) ↔ (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵))))
18		oveq1 5925	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐷𝐴) = (𝐶𝐷𝐴))
19		oveq1 5925	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐷𝐵) = (𝐶𝐷𝐵))
20	18, 19	oveq12d 5936	. . . . 5 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)) = ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵)))
21	20	breq2d 4041	. . . 4 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝑐𝐷𝐴) +𝑒 (𝑐𝐷𝐵)) ↔ (𝐴𝐷𝐵) ≤ ((𝐶𝐷𝐴) +𝑒 (𝐶𝐷𝐵))))
22	13, 17, 21	rspc3v 2880	. . 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 2164  ∀wral 2472  {crab 2476  Vcvv 2760   class class class wbr 4029   × cxp 4657  ⟶wf 5250  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918   ↑_𝑚 cmap 6702  0cc0 7872  ℝ^*cxr 8053   ≤ cle 8055   +_𝑒 cxad 9836  PsMetcpsmet 14031

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-ral 2477  df-rex 2478  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-fv 5262  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-map 6704  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-psmet 14039

This theorem is referenced by:  psmetsym  14497  psmettri  14498  psmetge0  14499  psmetres2  14501  xblss2ps  14572