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 35988
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 23561 . . . 4 ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
21adantlr 713 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) ∈ (Met‘𝑆))
3 ssel2 3921 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆𝑋𝑥𝑆) → 𝑥𝑋)
43ancoms 460 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑆𝑆𝑋) → 𝑥𝑋)
5 oveq1 7314 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
65eqeq2d 2747 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → (𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
76rexbidv 3172 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
87rspcva 3564 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑋 ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
94, 8sylan 581 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥𝑆𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
109adantlll 716 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟))
11 dfss 3910 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
1211biimpi 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑆𝑋))
13 incom 4141 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆𝑋) = (𝑋𝑆)
1412, 13eqtrdi 2792 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑋𝑆 = (𝑋𝑆))
15 ineq1 4145 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑋𝑆) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1614, 15sylan9eq 2796 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑆𝑋𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1716adantll 712 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
1817adantlr 713 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
19 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)) = (𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆))
2019blssp 35958 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2120an4s 658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ (𝑆𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2221anassrs 469 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟) = ((𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ∩ 𝑆))
2322adantr 482 . . . . . . . . . . . . . 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 2779 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2524ex 414 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2625reximdva 3162 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
2726imp 408 . . . . . . . . . 10 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2810, 27syldan 592 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
2928an32s 650 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3029ex 414 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑆) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3130an32s 650 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑆𝑋 → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟)))
3231imp 408 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑆𝑋) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3332an32s 650 . . . 4 ((((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑆) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
3433ralrimiva 3140 . . 3 (((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋) → ∀𝑥𝑆𝑟 ∈ ℝ+ 𝑆 = (𝑥(ball‘(𝑀 ↾ (𝑆 × 𝑆)))𝑟))
352, 34jca 513 . 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 35982 . . 3 (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ↔ (𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)))
3736anbi1i 625 . 2 ((𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ↔ ((𝑀 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑦𝑋𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑦(ball‘𝑀)𝑟)) ∧ 𝑆𝑋))
38 isbnd 35982 . 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 397   = wceq 1539  wcel 2104  wral 3062  wrex 3071  cin 3891  wss 3892   × cxp 5598  cres 5602  cfv 6458  (class class class)co 7307  +crp 12776  Metcmet 20628  ballcbl 20629  Bndcbnd 35969
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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620  ax-cnex 10973  ax-resscn 10974  ax-1cn 10975  ax-icn 10976  ax-addcl 10977  ax-mulcl 10979  ax-i2m1 10985
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-iun 4933  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-id 5500  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-rn 5611  df-res 5612  df-ima 5613  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fn 6461  df-f 6462  df-f1 6463  df-fo 6464  df-f1o 6465  df-fv 6466  df-ov 7310  df-oprab 7311  df-mpo 7312  df-1st 7863  df-2nd 7864  df-er 8529  df-map 8648  df-en 8765  df-dom 8766  df-sdom 8767  df-pnf 11057  df-mnf 11058  df-xr 11059  df-rp 12777  df-xadd 12895  df-psmet 20634  df-xmet 20635  df-met 20636  df-bl 20637  df-bnd 35981
This theorem is referenced by:  ssbnd  35990
  Copyright terms: Public domain W3C validator