Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  bndss Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bndss 38478
Description: A subset of a bounded metric space is bounded. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)
Assertion
Ref Expression
bndss ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆))

Proof of Theorem bndss
Dummy variables 𝑟 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 metres2 24557 . . . 4 ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
21adantlr 728 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
3 ssel2 3935 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆𝑋𝑥𝑆) → 𝑥𝑋)
43ancoms 464 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑆𝑆𝑋) → 𝑥𝑋)
5 oveq1 7430 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
65eqeq2d 2777 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → (𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
76rexbidv 3192 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
87rspcva 3582 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑋 ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
94, 8sylan 592 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥𝑆𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
109adantlll 731 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
11 dfss 3927 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
1211biimpi 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
13 incom 4165 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋) = (𝑋𝑆)
1412, 13eqtrdi 2817 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑋𝑆))
15 ineq1 4169 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑋𝑆) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1614, 15sylan9eq 2821 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑆𝑋𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1716adantll 727 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1817adantlr 728 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
19 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) = (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆))
2019blssp 38448 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2120an4s 673 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ (𝑆𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2221anassrs 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2322adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2418, 23eqtr4d 2804 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2524ex 418 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2625reximdva 3181 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2726imp 412 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2810, 27syldan 603 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2928an32s 665 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3029ex 418 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3130an32s 665 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3231imp 412 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3332an32s 665 . . . 4 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑆) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3433ralrimiva 3160 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
352, 34jca 521 . 2 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆) ∧ ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
36 isbnd 38472 . . 3 (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ↔ (𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)))
3736anbi1i 636 . 2 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ↔ ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋))
38 isbnd 38472 . 2 ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆) ↔ ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆) ∧ ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3935, 37, 383imtr4i 295 1 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  wral 3082  wrex 3092  cin 3907  wss 3908   × cxp 5664  cres 5668  cfv 6543  (class class class)co 7423  +crp 13034  Metcmet 21545  ballcbl 21546  Bndcbnd 38459
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-mulcl 11180  ax-i2m1 11186
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-id 5561  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-er 8703  df-map 8835  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-rp 13035  df-xadd 13156  df-psmet 21551  df-xmet 21552  df-met 21553  df-bl 21554  df-bnd 38471
This theorem is used by:  ssbnd  38480
  Copyright terms: Public domain W3C validator