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 38544
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 24595 . . . 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 3929 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆𝑋𝑥𝑆) → 𝑥𝑋)
43ancoms 464 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑆𝑆𝑋) → 𝑥𝑋)
5 oveq1 7424 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
65eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → (𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
76rexbidv 3188 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
87rspcva 3577 . . . . . . . . . . . 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 3921 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
1211biimpi 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
13 incom 4158 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋) = (𝑋𝑆)
1412, 13eqtrdi 2813 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑋𝑆))
15 ineq1 4162 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑋𝑆) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1614, 15sylan9eq 2817 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2762 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) = (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆))
2019blssp 38514 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2800 . . . . . . . . . . . . 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 3177 . . . . . . . . . . 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 3156 . . 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 38538 . . 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 38538 . 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 2145  wral 3078  wrex 3088  cin 3901  wss 3902   × cxp 5657  cres 5661  cfv 6537  (class class class)co 7417  +crp 13046  Metcmet 21577  ballcbl 21578  Bndcbnd 38525
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-mulcl 11190  ax-i2m1 11196
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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-id 5554  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-er 8700  df-map 8832  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-rp 13047  df-xadd 13168  df-psmet 21583  df-xmet 21584  df-met 21585  df-bl 21586  df-bnd 38537
This theorem is used by:  ssbnd  38546
  Copyright terms: Public domain W3C validator