Theorem heiborlem9 37820

Description: Lemma for heibor 37822. Discharge the hypotheses of heiborlem8 37819 by applying caubl 25367 to get a convergent point and adding the open cover assumption. (Contributed by Jeff Madsen, 20-Jan-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
heibor.1	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
heibor.3	⊢ 𝐾 = {𝑢 ∣ ¬ ∃𝑣 ∈ (𝒫 𝑈 ∩ Fin)𝑢 ⊆ ∪ 𝑣}
heibor.4	⊢ 𝐺 = {⟨𝑦, 𝑛⟩ ∣ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛) ∧ (𝑦𝐵𝑛) ∈ 𝐾)}
heibor.5	⊢ 𝐵 = (𝑧 ∈ 𝑋, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ (𝑧(ball‘𝐷)(1 / (2↑𝑚))))
heibor.6	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
heibor.7	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ0⟶(𝒫 𝑋 ∩ Fin))
heibor.8	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ0 𝑋 = ∪ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛)(𝑦𝐵𝑛))
heibor.9	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐺 ((𝑇‘𝑥)𝐺((2nd ‘𝑥) + 1) ∧ ((𝐵‘𝑥) ∩ ((𝑇‘𝑥)𝐵((2nd ‘𝑥) + 1))) ∈ 𝐾))
heibor.10	⊢ (𝜑 → 𝐶𝐺0)
heibor.11	⊢ 𝑆 = seq0(𝑇, (𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑚 = 0, 𝐶, (𝑚 − 1))))
heibor.12	⊢ 𝑀 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ⟨(𝑆‘𝑛), (3 / (2↑𝑛))⟩)
heibor.13	⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
heiborlem9.14	⊢ (𝜑 → ∪ 𝑈 = 𝑋)

Assertion

Ref	Expression
heiborlem9	⊢ (𝜑 → 𝜓)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝑦,𝑢,𝐹   𝑥,𝐺   𝜑,𝑥   𝑚,𝑛,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧,𝐷   𝑚,𝑀,𝑢,𝑥,𝑦,𝑧   𝑇,𝑚,𝑛,𝑥,𝑦,𝑧   𝐵,𝑛,𝑢,𝑣,𝑦   𝑚,𝐽,𝑛,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑈,𝑛,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝜓,𝑦,𝑧   𝑆,𝑚,𝑛,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑚,𝑋,𝑛,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝐶,𝑚,𝑛,𝑢,𝑣,𝑦   𝑛,𝐾,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑧,𝑣,𝑢,𝑚,𝑛)   𝜓(𝑥,𝑣,𝑢,𝑚,𝑛)   𝐵(𝑧,𝑚)   𝐶(𝑥,𝑧)   𝑇(𝑣,𝑢)   𝑈(𝑚)   𝐹(𝑧,𝑣,𝑚)   𝐺(𝑦,𝑧,𝑣,𝑢,𝑚,𝑛)   𝐾(𝑣,𝑢,𝑚)   𝑀(𝑣,𝑛)

Proof of Theorem heiborlem9

Dummy variables 𝑡 𝑘 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		heibor.6	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
2		cmetmet 25345	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
3		metxmet 24369	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
4	1, 2, 3	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
5		heibor.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
6	5	mopntopon 24474	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
7	4, 6	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
8		heibor.3	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐾 = {𝑢 ∣ ¬ ∃𝑣 ∈ (𝒫 𝑈 ∩ Fin)𝑢 ⊆ ∪ 𝑣}
9		heibor.4	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐺 = {⟨𝑦, 𝑛⟩ ∣ (𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛) ∧ (𝑦𝐵𝑛) ∈ 𝐾)}
10		heibor.5	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐵 = (𝑧 ∈ 𝑋, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ (𝑧(ball‘𝐷)(1 / (2↑𝑚))))
11		heibor.7	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ0⟶(𝒫 𝑋 ∩ Fin))
12		heibor.8	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ0 𝑋 = ∪ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛)(𝑦𝐵𝑛))
13		heibor.9	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐺 ((𝑇‘𝑥)𝐺((2nd ‘𝑥) + 1) ∧ ((𝐵‘𝑥) ∩ ((𝑇‘𝑥)𝐵((2nd ‘𝑥) + 1))) ∈ 𝐾))
14		heibor.10	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶𝐺0)
15		heibor.11	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑆 = seq0(𝑇, (𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑚 = 0, 𝐶, (𝑚 − 1))))
16		heibor.12	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑀 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ⟨(𝑆‘𝑛), (3 / (2↑𝑛))⟩)
17	5, 8, 9, 10, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16	heiborlem5 37816	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑀:ℕ⟶(𝑋 × ℝ+))
18	5, 8, 9, 10, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16	heiborlem6 37817	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ ((ball‘𝐷)‘(𝑀‘(𝑘 + 1))) ⊆ ((ball‘𝐷)‘(𝑀‘𝑘)))
19	5, 8, 9, 10, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16	heiborlem7 37818	. . . . . . . . 9 ⊢ ∀𝑟 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ ℕ (2nd ‘(𝑀‘𝑘)) < 𝑟
20	19	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ ℝ+ ∃𝑘 ∈ ℕ (2nd ‘(𝑀‘𝑘)) < 𝑟)
21	4, 17, 18, 20	caubl 25367	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀) ∈ (Cau‘𝐷))
22	5	cmetcau 25348	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (1st ∘ 𝑀) ∈ (Cau‘𝐷)) → (1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
23	1, 21, 22	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
24	5	methaus 24558	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Haus)
25	4, 24	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Haus)
26		lmfun 23414	. . . . . . 7 ⊢ (𝐽 ∈ Haus → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
27		funfvbrb 7078	. . . . . . 7 ⊢ (Fun (⇝𝑡‘𝐽) → ((1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))))
28	25, 26, 27	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))))
29	23, 28	mpbid 232	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)))
30		lmcl 23330	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))) → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑋)
31	7, 29, 30	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑋)
32		heiborlem9.14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑈 = 𝑋)
33	31, 32	eleqtrrd 2844	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ ∪ 𝑈)
34		eluni2 4919	. . 3 ⊢ (((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ ∪ 𝑈 ↔ ∃𝑡 ∈ 𝑈 ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
35	33, 34	sylib 218	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑡 ∈ 𝑈 ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
36	1	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
37	11	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐹:ℕ0⟶(𝒫 𝑋 ∩ Fin))
38	12	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → ∀𝑛 ∈ ℕ0 𝑋 = ∪ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛)(𝑦𝐵𝑛))
39	13	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → ∀𝑥 ∈ 𝐺 ((𝑇‘𝑥)𝐺((2nd ‘𝑥) + 1) ∧ ((𝐵‘𝑥) ∩ ((𝑇‘𝑥)𝐵((2nd ‘𝑥) + 1))) ∈ 𝐾))
40	14	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐶𝐺0)
41		heibor.13	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
42	41	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝑈 ⊆ 𝐽)
43		fvex 6927	. . 3 ⊢ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ V
44		simprr 773	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
45		simprl 771	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝑡 ∈ 𝑈)
46	29	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)))
47	5, 8, 9, 10, 36, 37, 38, 39, 40, 15, 16, 42, 43, 44, 45, 46	heiborlem8 37819	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝜓)
48	35, 47	rexlimddv 3161	1 ⊢ (𝜑 → 𝜓)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  {cab 2714  ∀wral 3061  ∃wrex 3070   ∩ cin 3965   ⊆ wss 3966  ifcif 4534  𝒫 cpw 4608  ⟨cop 4640  ∪ cuni 4915  ∪ ciun 4999   class class class wbr 5151  {copab 5213   ↦ cmpt 5234  dom cdm 5693   ∘ ccom 5697  Fun wfun 6563  ⟶wf 6565  ‘cfv 6569  (class class class)co 7438   ∈ cmpo 7440  1^st c1st 8020  2^nd c2nd 8021  Fincfn 8993  0cc0 11162  1c1 11163   + caddc 11165   < clt 11302   − cmin 11499   / cdiv 11927  ℕcn 12273  2c2 12328  3c3 12329  ℕ₀cn0 12533  ℝ⁺crp 13041  seqcseq 14048  ↑cexp 14108  ∞Metcxmet 21376  Metcmet 21377  ballcbl 21378  MetOpencmopn 21381  TopOnctopon 22941  ⇝_𝑡clm 23259  Hauscha 23341  Cauccau 25312  CMetccmet 25313

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5288  ax-sep 5305  ax-nul 5315  ax-pow 5374  ax-pr 5441  ax-un 7761  ax-cnex 11218  ax-resscn 11219  ax-1cn 11220  ax-icn 11221  ax-addcl 11222  ax-addrcl 11223  ax-mulcl 11224  ax-mulrcl 11225  ax-mulcom 11226  ax-addass 11227  ax-mulass 11228  ax-distr 11229  ax-i2m1 11230  ax-1ne0 11231  ax-1rid 11232  ax-rnegex 11233  ax-rrecex 11234  ax-cnre 11235  ax-pre-lttri 11236  ax-pre-lttrn 11237  ax-pre-ltadd 11238  ax-pre-mulgt0 11239  ax-pre-sup 11240

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3483  df-sbc 3795  df-csb 3912  df-dif 3969  df-un 3971  df-in 3973  df-ss 3983  df-pss 3986  df-nul 4343  df-if 4535  df-pw 4610  df-sn 4635  df-pr 4637  df-op 4641  df-uni 4916  df-int 4955  df-iun 5001  df-iin 5002  df-br 5152  df-opab 5214  df-mpt 5235  df-tr 5269  df-id 5587  df-eprel 5593  df-po 5601  df-so 5602  df-fr 5645  df-we 5647  df-xp 5699  df-rel 5700  df-cnv 5701  df-co 5702  df-dm 5703  df-rn 5704  df-res 5705  df-ima 5706  df-pred 6329  df-ord 6395  df-on 6396  df-lim 6397  df-suc 6398  df-iota 6522  df-fun 6571  df-fn 6572  df-f 6573  df-f1 6574  df-fo 6575  df-f1o 6576  df-fv 6577  df-riota 7395  df-ov 7441  df-oprab 7442  df-mpo 7443  df-om 7895  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8314  df-wrecs 8345  df-recs 8419  df-rdg 8458  df-1o 8514  df-er 8753  df-map 8876  df-pm 8877  df-en 8994  df-dom 8995  df-sdom 8996  df-fin 8997  df-sup 9489  df-inf 9490  df-pnf 11304  df-mnf 11305  df-xr 11306  df-ltxr 11307  df-le 11308  df-sub 11501  df-neg 11502  df-div 11928  df-nn 12274  df-2 12336  df-3 12337  df-n0 12534  df-z 12621  df-uz 12886  df-q 12998  df-rp 13042  df-xneg 13161  df-xadd 13162  df-xmul 13163  df-ico 13399  df-icc 13400  df-fl 13838  df-seq 14049  df-exp 14109  df-rest 17478  df-topgen 17499  df-psmet 21383  df-xmet 21384  df-met 21385  df-bl 21386  df-mopn 21387  df-fbas 21388  df-fg 21389  df-top 22925  df-topon 22942  df-bases 22978  df-cld 23052  df-ntr 23053  df-cls 23054  df-nei 23131  df-lm 23262  df-haus 23348  df-fil 23879  df-fm 23971  df-flim 23972  df-flf 23973  df-cfil 25314  df-cau 25315  df-cmet 25316

This theorem is referenced by:  heiborlem10  37821