Theorem heiborlem9 38498

Description: Lemma for heibor 38500. Discharge the hypotheses of heiborlem8 38497 by applying caubl 25476 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 25454	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
3		metxmet 24500	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
4	1, 2, 3	3syl 19	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
5		heibor.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
6	5	mopntopon 24605	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
7	4, 6	syl 18	. . . . 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 38494	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑀:ℕ⟶(𝑋 × ℝ+))
18	5, 8, 9, 10, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16	heiborlem6 38495	. . . . . . . 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 38496	. . . . . . . . 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 25476	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀) ∈ (Cau‘𝐷))
22	5	cmetcau 25457	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (1st ∘ 𝑀) ∈ (Cau‘𝐷)) → (1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
23	1, 21, 22	syl2anc 595	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽))
24	5	methaus 24686	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Haus)
25	4, 24	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Haus)
26		lmfun 23547	. . . . . . 7 ⊢ (𝐽 ∈ Haus → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
27		funfvbrb 7046	. . . . . . 7 ⊢ (Fun (⇝𝑡‘𝐽) → ((1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))))
28	25, 26, 27	3syl 19	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((1st ∘ 𝑀) ∈ dom (⇝𝑡‘𝐽) ↔ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))))
29	23, 28	mpbid 235	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)))
30		lmcl 23463	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ (1st ∘ 𝑀)(⇝𝑡‘𝐽)((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀))) → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑋)
31	7, 29, 30	syl2anc 595	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑋)
32		heiborlem9.14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑈 = 𝑋)
33	31, 32	eleqtrrd 2866	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ ∪ 𝑈)
34		eluni2 4876	. . 3 ⊢ (((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ ∪ 𝑈 ↔ ∃𝑡 ∈ 𝑈 ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
35	33, 34	sylib 221	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑡 ∈ 𝑈 ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
36	1	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
37	11	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐹:ℕ0⟶(𝒫 𝑋 ∩ Fin))
38	12	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → ∀𝑛 ∈ ℕ0 𝑋 = ∪ 𝑦 ∈ (𝐹‘𝑛)(𝑦𝐵𝑛))
39	13	adantr 485	. . 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 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝐶𝐺0)
41		heibor.13	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
42	41	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝑈 ⊆ 𝐽)
43		fvex 6894	. . 3 ⊢ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ V
44		simprr 784	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)
45		simprl 782	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝑡 ∈ 𝑈)
46	29	adantr 485	. . 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 38497	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑈 ∧ ((⇝𝑡‘𝐽)‘(1st ∘ 𝑀)) ∈ 𝑡)) → 𝜓)
48	35, 47	rexlimddv 3172	1 ⊢ (𝜑 → 𝜓)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  {cab 2741  ∀wral 3079  ∃wrex 3089   ∩ cin 3904   ⊆ wss 3905  ifcif 4487  𝒫 cpw 4562  ⟨cop 4595  ∪ cuni 4872  ∪ ciun 4956   class class class wbr 5109  {copab 5173   ↦ cmpt 5192  dom cdm 5661   ∘ ccom 5665  Fun wfun 6530  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410   ∈ cmpo 7412  1^st c1st 7980  2^nd c2nd 7981  Fincfn 8939  0cc0 11104  1c1 11105   + caddc 11107   < clt 11247   − cmin 11445   / cdiv 11875  ℕcn 12237  2c2 12299  3c3 12300  ℕ₀cn0 12508  ℝ⁺crp 13020  seqcseq 14042  ↑cexp 14102  ∞Metcxmet 21516  Metcmet 21517  ballcbl 21518  MetOpencmopn 21521  TopOnctopon 23076  ⇝_𝑡clm 23392  Hauscha 23474  Cauccau 25421  CMetccmet 25422

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11160  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180  ax-pre-mulgt0 11181  ax-pre-sup 11182

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9398  df-inf 9399  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11876  df-nn 12238  df-2 12307  df-3 12308  df-n0 12509  df-z 12596  df-uz 12867  df-q 12977  df-rp 13021  df-xneg 13141  df-xadd 13142  df-xmul 13143  df-ico 13382  df-icc 13383  df-fl 13830  df-seq 14043  df-exp 14103  df-rest 17479  df-topgen 17500  df-psmet 21523  df-xmet 21524  df-met 21525  df-bl 21526  df-mopn 21527  df-fbas 21528  df-fg 21529  df-top 23060  df-topon 23077  df-bases 23112  df-cld 23185  df-ntr 23186  df-cls 23187  df-nei 23264  df-lm 23395  df-haus 23481  df-fil 24012  df-fm 24104  df-flim 24105  df-flf 24106  df-cfil 25423  df-cau 25424  df-cmet 25425

This theorem is used by:  heiborlem10  38499