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 37787
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 24258 . . . 4 ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
21adantlr 715 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
3 ssel2 3944 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆𝑋𝑥𝑆) → 𝑥𝑋)
43ancoms 458 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑆𝑆𝑋) → 𝑥𝑋)
5 oveq1 7397 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
65eqeq2d 2741 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → (𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
76rexbidv 3158 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
87rspcva 3589 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑋 ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
94, 8sylan 580 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥𝑆𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
109adantlll 718 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
11 dfss 3936 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
1211biimpi 216 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
13 incom 4175 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋) = (𝑋𝑆)
1412, 13eqtrdi 2781 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑋𝑆))
15 ineq1 4179 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑋𝑆) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1614, 15sylan9eq 2785 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑆𝑋𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1716adantll 714 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1817adantlr 715 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
19 eqid 2730 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) = (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆))
2019blssp 37757 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2120an4s 660 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ (𝑆𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2221anassrs 467 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2322adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 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 2768 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2524ex 412 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2625reximdva 3147 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2726imp 406 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2810, 27syldan 591 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2928an32s 652 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3029ex 412 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3130an32s 652 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3231imp 406 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3332an32s 652 . . . 4 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑆) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3433ralrimiva 3126 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
352, 34jca 511 . 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 37781 . . 3 (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ↔ (𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)))
3736anbi1i 624 . 2 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ↔ ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋))
38 isbnd 37781 . 2 ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆) ↔ ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆) ∧ ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3935, 37, 383imtr4i 292 1 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3045  wrex 3054  cin 3916  wss 3917   × cxp 5639  cres 5643  cfv 6514  (class class class)co 7390  +crp 12958  Metcmet 21257  ballcbl 21258  Bndcbnd 37768
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-mulcl 11137  ax-i2m1 11143
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5536  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-er 8674  df-map 8804  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-rp 12959  df-xadd 13080  df-psmet 21263  df-xmet 21264  df-met 21265  df-bl 21266  df-bnd 37780
This theorem is referenced by:  ssbnd  37789
  Copyright terms: Public domain W3C validator