MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  blval2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem blval2 23089
Description: The ball around a point 𝑃, alternative definition. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2017.) (Revised by Thierry Arnoux, 11-Mar-2018.)
Assertion
Ref Expression
blval2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}))

Proof of Theorem blval2
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rpxr 12391 . . 3 (𝑅 ∈ ℝ+𝑅 ∈ ℝ*)
2 blvalps 22912 . . 3 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
31, 2syl3an3 1159 . 2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
4 nfv 1908 . . 3 𝑥(𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+)
5 nfcv 2981 . . 3 𝑥((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃})
6 nfrab1 3389 . . 3 𝑥{𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅}
7 psmetf 22833 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → 𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*)
8 ffn 6510 . . . . . . 7 (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*𝐷 Fn (𝑋 × 𝑋))
9 elpreima 6823 . . . . . . 7 (𝐷 Fn (𝑋 × 𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
107, 8, 93syl 18 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
11103ad2ant1 1127 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
12 opelxp 5589 . . . . . . . . . 10 (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ (𝑃𝑋𝑥𝑋))
1312baib 536 . . . . . . . . 9 (𝑃𝑋 → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
14133ad2ant2 1128 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
1514biimpd 230 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) → 𝑥𝑋))
1615adantrd 492 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) → 𝑥𝑋))
17 simprl 767 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)) → 𝑥𝑋)
1817ex 413 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) → 𝑥𝑋))
19 simpl2 1186 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑃𝑋)
2019, 13syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
21 df-ov 7154 . . . . . . . . . 10 (𝑃𝐷𝑥) = (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩)
2221eleq1i 2907 . . . . . . . . 9 ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))
23 0xr 10680 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ*
24 simpl3 1187 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ+)
2524rpxrd 12425 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
26 elico1 12774 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
2723, 25, 26sylancr 587 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
28 simpl1 1185 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋))
29 simpr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑥𝑋)
30 psmetcl 22834 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
3128, 19, 29, 30syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
32 psmetge0 22839 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑥𝑋) → 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥))
3328, 19, 29, 32syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥))
3431, 33jca 512 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)))
3534biantrurd 533 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ↔ (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
36 df-3an 1083 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ↔ (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3735, 36syl6rbbr 291 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3827, 37bitrd 280 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3922, 38syl5bbr 286 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
4020, 39anbi12d 630 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
4140ex 413 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥𝑋 → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))))
4216, 18, 41pm5.21ndd 381 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
4311, 42bitrd 280 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
44 elimasng 5952 . . . . . 6 ((𝑃𝑋𝑥 ∈ V) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
4544elvd 3505 . . . . 5 (𝑃𝑋 → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
46453ad2ant2 1128 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
47 rabid 3383 . . . . 5 (𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅} ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
4847a1i 11 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅} ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
4943, 46, 483bitr4d 312 . . 3 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ 𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅}))
504, 5, 6, 49eqrd 3989 . 2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
513, 50eqtr4d 2863 1 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  {crab 3146  Vcvv 3499  {csn 4563  cop 4569   class class class wbr 5062   × cxp 5551  ccnv 5552  cima 5556   Fn wfn 6346  wf 6347  cfv 6351  (class class class)co 7151  0cc0 10529  *cxr 10666   < clt 10667  cle 10668  +crp 12382  [,)cico 12733  PsMetcpsmet 20447  ballcbl 20450
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2797  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-id 5458  df-po 5472  df-so 5473  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-er 8282  df-map 8401  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-2 11692  df-rp 12383  df-xneg 12500  df-xadd 12501  df-xmul 12502  df-ico 12737  df-psmet 20455  df-bl 20458
This theorem is referenced by:  elbl4  23090  metustbl  23093  psmetutop  23094
  Copyright terms: Public domain W3C validator