MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  causs Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem causs 23816
Description: Cauchy sequence on a metric subspace. (Contributed by NM, 29-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Dec-2013.)
Assertion
Ref Expression
causs ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))))

Proof of Theorem causs
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 caufpm 23800 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → 𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ))
2 elfvdm 6698 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom ∞Met)
3 cnex 10610 . . . . . . . . . 10 ℂ ∈ V
4 elpmg 8415 . . . . . . . . . 10 ((𝑋 ∈ dom ∞Met ∧ ℂ ∈ V) → (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ↔ (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × 𝑋))))
52, 3, 4sylancl 586 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ) ↔ (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × 𝑋))))
65biimpa 477 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑋pm ℂ)) → (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × 𝑋)))
71, 6syldan 591 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × 𝑋)))
8 rnss 5807 . . . . . . 7 (𝐹 ⊆ (ℂ × 𝑋) → ran 𝐹 ⊆ ran (ℂ × 𝑋))
97, 8simpl2im 504 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → ran 𝐹 ⊆ ran (ℂ × 𝑋))
10 rnxpss 6026 . . . . . 6 ran (ℂ × 𝑋) ⊆ 𝑋
119, 10syl6ss 3982 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → ran 𝐹𝑋)
1211adantlr 711 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → ran 𝐹𝑋)
13 frn 6516 . . . . 5 (𝐹:ℕ⟶𝑌 → ran 𝐹𝑌)
1413ad2antlr 723 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → ran 𝐹𝑌)
1512, 14ssind 4212 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘𝐷)) → ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌))
1615ex 413 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) → ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌)))
17 xmetres 22889 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (∞Met‘(𝑋𝑌)))
18 caufpm 23800 . . . . . . . 8 (((𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (∞Met‘(𝑋𝑌)) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))) → 𝐹 ∈ ((𝑋𝑌) ↑pm ℂ))
1917, 18sylan 580 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))) → 𝐹 ∈ ((𝑋𝑌) ↑pm ℂ))
20 inex1g 5219 . . . . . . . . . 10 (𝑋 ∈ dom ∞Met → (𝑋𝑌) ∈ V)
212, 20syl 17 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋𝑌) ∈ V)
22 elpmg 8415 . . . . . . . . 9 (((𝑋𝑌) ∈ V ∧ ℂ ∈ V) → (𝐹 ∈ ((𝑋𝑌) ↑pm ℂ) ↔ (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × (𝑋𝑌)))))
2321, 3, 22sylancl 586 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝑋𝑌) ↑pm ℂ) ↔ (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × (𝑋𝑌)))))
2423biimpa 477 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ ((𝑋𝑌) ↑pm ℂ)) → (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × (𝑋𝑌))))
2519, 24syldan 591 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))) → (Fun 𝐹𝐹 ⊆ (ℂ × (𝑋𝑌))))
26 rnss 5807 . . . . . 6 (𝐹 ⊆ (ℂ × (𝑋𝑌)) → ran 𝐹 ⊆ ran (ℂ × (𝑋𝑌)))
2725, 26simpl2im 504 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))) → ran 𝐹 ⊆ ran (ℂ × (𝑋𝑌)))
28 rnxpss 6026 . . . . 5 ran (ℂ × (𝑋𝑌)) ⊆ (𝑋𝑌)
2927, 28syl6ss 3982 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))) → ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌))
3029ex 413 . . 3 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))) → ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌)))
3130adantr 481 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))) → ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌)))
32 ffn 6510 . . . 4 (𝐹:ℕ⟶𝑌𝐹 Fn ℕ)
33 df-f 6355 . . . . 5 (𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) ↔ (𝐹 Fn ℕ ∧ ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌)))
3433simplbi2 501 . . . 4 (𝐹 Fn ℕ → (ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌) → 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)))
3532, 34syl 17 . . 3 (𝐹:ℕ⟶𝑌 → (ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌) → 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)))
36 inss2 4209 . . . . . . . . 9 (𝑋𝑌) ⊆ 𝑌
3736a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋𝑌) ⊆ 𝑌)
38 fss 6523 . . . . . . . 8 ((𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) ∧ (𝑋𝑌) ⊆ 𝑌) → 𝐹:ℕ⟶𝑌)
3937, 38sylan2 592 . . . . . . 7 ((𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋)) → 𝐹:ℕ⟶𝑌)
4039ancoms 459 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → 𝐹:ℕ⟶𝑌)
41 ffvelrn 6844 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) → (𝐹𝑦) ∈ 𝑌)
4241adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑦) ∈ 𝑌)
43 eluznn 12310 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → 𝑧 ∈ ℕ)
44 ffvelrn 6844 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑧 ∈ ℕ) → (𝐹𝑧) ∈ 𝑌)
4543, 44sylan2 592 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:ℕ⟶𝑌 ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦))) → (𝐹𝑧) ∈ 𝑌)
4645anassrs 468 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑧) ∈ 𝑌)
4742, 46ovresd 7308 . . . . . . . . . 10 (((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → ((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) = ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)))
4847breq1d 5072 . . . . . . . . 9 (((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥 ↔ ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
4948ralbidva 3200 . . . . . . . 8 ((𝐹:ℕ⟶𝑌𝑦 ∈ ℕ) → (∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥 ↔ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
5049rexbidva 3300 . . . . . . 7 (𝐹:ℕ⟶𝑌 → (∃𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥 ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
5150ralbidv 3201 . . . . . 6 (𝐹:ℕ⟶𝑌 → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
5240, 51syl 17 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
53 nnuz 12273 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
5417adantr 481 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → (𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)) ∈ (∞Met‘(𝑋𝑌)))
55 1zzd 12005 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → 1 ∈ ℤ)
56 eqidd 2826 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝐹𝑧) = (𝐹𝑧))
57 eqidd 2826 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝐹𝑦) = (𝐹𝑦))
58 simpr 485 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌))
5953, 54, 55, 56, 57, 58iscauf 23798 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → (𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))(𝐹𝑧)) < 𝑥))
60 simpl 483 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
61 id 22 . . . . . . 7 (𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) → 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌))
62 inss1 4208 . . . . . . . 8 (𝑋𝑌) ⊆ 𝑋
6362a1i 11 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋𝑌) ⊆ 𝑋)
64 fss 6523 . . . . . . 7 ((𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) ∧ (𝑋𝑌) ⊆ 𝑋) → 𝐹:ℕ⟶𝑋)
6561, 63, 64syl2anr 596 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → 𝐹:ℕ⟶𝑋)
6653, 60, 55, 56, 57, 65iscauf 23798 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℕ ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑧)) < 𝑥))
6752, 59, 663bitr4rd 313 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌)) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))))
6867ex 413 . . 3 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐹:ℕ⟶(𝑋𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))))))
6935, 68sylan9r 509 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) → (ran 𝐹 ⊆ (𝑋𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌))))))
7016, 31, 69pm5.21ndd 381 1 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ⟶𝑌) → (𝐹 ∈ (Cau‘𝐷) ↔ 𝐹 ∈ (Cau‘(𝐷 ↾ (𝑌 × 𝑌)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  wcel 2107  wral 3142  wrex 3143  Vcvv 3499  cin 3938  wss 3939   class class class wbr 5062   × cxp 5551  dom cdm 5553  ran crn 5554  cres 5555  Fun wfun 6345   Fn wfn 6346  wf 6347  cfv 6351  (class class class)co 7151  pm cpm 8400  cc 10527  1c1 10530   < clt 10667  cn 11630  cuz 12235  +crp 12382  ∞Metcxmet 20446  Cauccau 23771
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2797  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8282  df-map 8401  df-pm 8402  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12383  df-xneg 12500  df-xadd 12501  df-psmet 20453  df-xmet 20454  df-bl 20456  df-cau 23774
This theorem is referenced by:  minvecolem4a  28568  hhsscms  28969
  Copyright terms: Public domain W3C validator