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 38245
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 24410 . . . 4 ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
21adantlr 725 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
3 ssel2 3929 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆𝑋𝑥𝑆) → 𝑥𝑋)
43ancoms 462 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑆𝑆𝑋) → 𝑥𝑋)
5 oveq1 7397 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
65eqeq2d 2772 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → (𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
76rexbidv 3185 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
87rspcva 3578 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑋 ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
94, 8sylan 589 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥𝑆𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
109adantlll 728 . . . . . . . . . 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 218 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
13 incom 4159 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋) = (𝑋𝑆)
1412, 13eqtrdi 2812 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑋𝑆))
15 ineq1 4163 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑋𝑆) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1614, 15sylan9eq 2816 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑆𝑋𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1716adantll 724 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1817adantlr 725 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
19 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) = (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆))
2019blssp 38215 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2120an4s 670 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ (𝑆𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2221anassrs 471 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2322adantr 484 . . . . . . . . . . . . . 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 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2524ex 416 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2625reximdva 3174 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2726imp 410 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2810, 27syldan 600 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2928an32s 662 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3029ex 416 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3130an32s 662 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3231imp 410 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3332an32s 662 . . . 4 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑆) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3433ralrimiva 3153 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
352, 34jca 519 . 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 38239 . . 3 (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ↔ (𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)))
3736anbi1i 633 . 2 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ↔ ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋))
38 isbnd 38239 . 2 ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆) ↔ ((𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆) ∧ ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3935, 37, 383imtr4i 294 1 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Bnd‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399   = wceq 1559  wcel 2141  wral 3075  wrex 3085  cin 3901  wss 3902   × cxp 5641  cres 5645  cfv 6515  (class class class)co 7390  +crp 12986  Metcmet 21397  ballcbl 21398  Bndcbnd 38226
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5319  ax-pr 5387  ax-un 7712  ax-cnex 11122  ax-resscn 11123  ax-1cn 11124  ax-icn 11125  ax-addcl 11126  ax-mulcl 11128  ax-i2m1 11134
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4863  df-iun 4948  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-id 5538  df-xp 5649  df-rel 5650  df-cnv 5651  df-co 5652  df-dm 5653  df-rn 5654  df-res 5655  df-ima 5656  df-iota 6471  df-fun 6517  df-fn 6518  df-f 6519  df-f1 6520  df-fo 6521  df-f1o 6522  df-fv 6523  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-1st 7964  df-2nd 7965  df-er 8671  df-map 8803  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-pnf 11211  df-mnf 11212  df-xr 11213  df-rp 12987  df-xadd 13108  df-psmet 21403  df-xmet 21404  df-met 21405  df-bl 21406  df-bnd 38238
This theorem is referenced by:  ssbnd  38247
  Copyright terms: Public domain W3C validator