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Theorem bldisj 22482
Description: Two balls are disjoint if the center-to-center distance is more than the sum of the radii. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Dec-2013.)
Assertion
Ref Expression
bldisj (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∩ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) = ∅)

Proof of Theorem bldisj
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr3 1252 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))
2 simpr1 1248 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → 𝑅 ∈ ℝ*)
3 simpr2 1250 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → 𝑆 ∈ ℝ*)
42, 3xaddcld 12333 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑅 +𝑒 𝑆) ∈ ℝ*)
5 xmetcl 22415 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) → (𝑃𝐷𝑄) ∈ ℝ*)
65adantr 472 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑃𝐷𝑄) ∈ ℝ*)
7 xrlenlt 10357 . . . . 5 (((𝑅 +𝑒 𝑆) ∈ ℝ* ∧ (𝑃𝐷𝑄) ∈ ℝ*) → ((𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄) ↔ ¬ (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
84, 6, 7syl2anc 579 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄) ↔ ¬ (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
91, 8mpbid 223 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ¬ (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆))
10 elin 3958 . . . 4 (𝑥 ∈ ((𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∩ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) ↔ (𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∧ 𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)))
11 simpl1 1242 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
12 simpl2 1244 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → 𝑃𝑋)
13 elbl 22472 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
1411, 12, 2, 13syl3anc 1490 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
15 simpl3 1246 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → 𝑄𝑋)
16 elbl 22472 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑄𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆)))
1711, 15, 3, 16syl3anc 1490 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆)))
1814, 17anbi12d 624 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∧ 𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) ↔ ((𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ∧ (𝑥𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆))))
19 anandi 666 . . . . . 6 ((𝑥𝑋 ∧ ((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆)) ↔ ((𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ∧ (𝑥𝑋 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆)))
2018, 19syl6bbr 280 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∧ 𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ ((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆))))
2111adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
2212adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑃𝑋)
23 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑥𝑋)
24 xmetcl 22415 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
2521, 22, 23, 24syl3anc 1490 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
2615adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑄𝑋)
27 xmetcl 22415 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑄𝑋𝑥𝑋) → (𝑄𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
2821, 26, 23, 27syl3anc 1490 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑄𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
292adantr 472 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
303adantr 472 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑆 ∈ ℝ*)
31 xlt2add 12292 . . . . . . . 8 ((((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ (𝑄𝐷𝑥) ∈ ℝ*) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*)) → (((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆) → ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
3225, 28, 29, 30, 31syl22anc 867 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆) → ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
33 xmettri3 22437 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑃𝑋𝑄𝑋𝑥𝑋)) → (𝑃𝐷𝑄) ≤ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)))
3421, 22, 26, 23, 33syl13anc 1491 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑄) ≤ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)))
356adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑄) ∈ ℝ*)
3625, 28xaddcld 12333 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) ∈ ℝ*)
374adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑅 +𝑒 𝑆) ∈ ℝ*)
38 xrlelttr 12189 . . . . . . . . 9 (((𝑃𝐷𝑄) ∈ ℝ* ∧ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ∈ ℝ*) → (((𝑃𝐷𝑄) ≤ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) ∧ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) < (𝑅 +𝑒 𝑆)) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
3935, 36, 37, 38syl3anc 1490 . . . . . . . 8 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑄) ≤ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) ∧ ((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) < (𝑅 +𝑒 𝑆)) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
4034, 39mpand 686 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑥) +𝑒 (𝑄𝐷𝑥)) < (𝑅 +𝑒 𝑆) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
4132, 40syld 47 . . . . . 6 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
4241expimpd 445 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑥𝑋 ∧ ((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ∧ (𝑄𝐷𝑥) < 𝑆)) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
4320, 42sylbid 231 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑥 ∈ (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∧ 𝑥 ∈ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
4410, 43syl5bi 233 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → (𝑥 ∈ ((𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∩ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) → (𝑃𝐷𝑄) < (𝑅 +𝑒 𝑆)))
459, 44mtod 189 . 2 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ¬ 𝑥 ∈ ((𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∩ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)))
4645eq0rdv 4141 1 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑄𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑅 +𝑒 𝑆) ≤ (𝑃𝐷𝑄))) → ((𝑃(ball‘𝐷)𝑅) ∩ (𝑄(ball‘𝐷)𝑆)) = ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  cin 3731  c0 4079   class class class wbr 4809  cfv 6068  (class class class)co 6842  *cxr 10327   < clt 10328  cle 10329   +𝑒 cxad 12144  ∞Metcxmet 20004  ballcbl 20006
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-op 4341  df-uni 4595  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-id 5185  df-po 5198  df-so 5199  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-er 7947  df-map 8062  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-xneg 12146  df-xadd 12147  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-bl 20014
This theorem is referenced by:  bl2in  22484  blcld  22589  methaus  22604  metnrmlem3  22943  cntotbnd  34017  heiborlem6  34037
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