Theorem hoiqssbllem1 43673

Description: The center of the n-dimensional ball belongs to the half-open interval. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
hoiqssbllem1.i	⊢ Ⅎ𝑖𝜑
hoiqssbllem1.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Fin)
hoiqssbllem1.n	⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ ∅)
hoiqssbllem1.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝑋))
hoiqssbllem1.c	⊢ (𝜑 → 𝐶:𝑋⟶ℝ)
hoiqssbllem1.d	⊢ (𝜑 → 𝐷:𝑋⟶ℝ)
hoiqssbllem1.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
hoiqssbllem1.l	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ (((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))))(,)(𝑌‘𝑖)))
hoiqssbllem1.r	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ((𝑌‘𝑖)(,)((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))))))

Assertion

Ref	Expression
hoiqssbllem1	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ X𝑖 ∈ 𝑋 ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))

Distinct variable groups:   𝑖,𝑋   𝑖,𝑌

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖)   𝐶(𝑖)   𝐷(𝑖)   𝐸(𝑖)

Proof of Theorem hoiqssbllem1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hoiqssbllem1.y	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝑋))
2	1	elexd 3431	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ V)
3		elmapfn 8461	. . . 4 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝑋) → 𝑌 Fn 𝑋)
4	1, 3	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 Fn 𝑋)
5		hoiqssbllem1.i	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑖𝜑
6		hoiqssbllem1.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶:𝑋⟶ℝ)
7	6	ffvelrnda 6849	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ ℝ)
8	7	rexrd 10743	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ ℝ*)
9		hoiqssbllem1.d	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷:𝑋⟶ℝ)
10	9	ffvelrnda 6849	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ℝ)
11	10	rexrd 10743	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ℝ*)
12		elmapi 8445	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝑋) → 𝑌:𝑋⟶ℝ)
13	1, 12	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑌:𝑋⟶ℝ)
14	13	ffvelrnda 6849	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ℝ)
15	14	rexrd 10743	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ℝ*)
16		hoiqssbllem1.e	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
17		2rp 12449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℝ+
18	17	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
19		hoiqssbllem1.n	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ ∅)
20		hoiqssbllem1.x	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Fin)
21		hashnncl 13791	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑋 ∈ Fin → ((♯‘𝑋) ∈ ℕ ↔ 𝑋 ≠ ∅))
22	20, 21	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝑋) ∈ ℕ ↔ 𝑋 ≠ ∅))
23	19, 22	mpbird 260	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℕ)
24	23	nnred 11703	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℝ)
25	23	nngt0d 11737	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 0 < (♯‘𝑋))
26	24, 25	elrpd 12483	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℝ+)
27	26	rpsqrtcld 14833	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (√‘(♯‘𝑋)) ∈ ℝ+)
28	18, 27	rpmulcld 12502	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (2 · (√‘(♯‘𝑋))) ∈ ℝ+)
29	16, 28	rpdivcld 12503	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ+)
30	29	rpred 12486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ)
31	30	adantr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ)
32	14, 31	resubcld 11120	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ)
33	32	rexrd 10743	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ*)
34		hoiqssbllem1.l	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ (((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))))(,)(𝑌‘𝑖)))
35		iooltub 42559	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ* ∧ (𝑌‘𝑖) ∈ ℝ* ∧ (𝐶‘𝑖) ∈ (((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))))(,)(𝑌‘𝑖))) → (𝐶‘𝑖) < (𝑌‘𝑖))
36	33, 15, 34, 35	syl3anc 1369	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) < (𝑌‘𝑖))
37	7, 14, 36	ltled 10840	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ≤ (𝑌‘𝑖))
38	14, 31	readdcld 10722	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ)
39	38	rexrd 10743	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ*)
40		hoiqssbllem1.r	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ((𝑌‘𝑖)(,)((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))))))
41		ioogtlb 42544	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑌‘𝑖) ∈ ℝ* ∧ ((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘𝑖) ∈ ((𝑌‘𝑖)(,)((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))))) → (𝑌‘𝑖) < (𝐷‘𝑖))
42	15, 39, 40, 41	syl3anc 1369	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) < (𝐷‘𝑖))
43	8, 11, 15, 37, 42	elicod 12843	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))
44	43	ex 416	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑖 ∈ 𝑋 → (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖))))
45	5, 44	ralrimi 3145	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑋 (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))
46	2, 4, 45	3jca 1126	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑌 ∈ V ∧ 𝑌 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑋 (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖))))
47		elixp2 8497	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ X𝑖 ∈ 𝑋 ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)) ↔ (𝑌 ∈ V ∧ 𝑌 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑋 (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖))))
48	46, 47	sylibr 237	1 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ X𝑖 ∈ 𝑋 ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1085  Ⅎwnf 1786   ∈ wcel 2112   ≠ wne 2952  ∀wral 3071  Vcvv 3410  ∅c0 4228   class class class wbr 5037   Fn wfn 6336  ⟶wf 6337  ‘cfv 6341  (class class class)co 7157   ↑_m cmap 8423  Xcixp 8493  Fincfn 8541  ℝcr 10588   + caddc 10592   · cmul 10594  ℝ^*cxr 10726   < clt 10727   − cmin 10922   / cdiv 11349  ℕcn 11688  2c2 11743  ℝ⁺crp 12444  (,)cioo 12793  [,)cico 12795  ♯chash 13754  √csqrt 14654

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-sep 5174  ax-nul 5181  ax-pow 5239  ax-pr 5303  ax-un 7466  ax-cnex 10645  ax-resscn 10646  ax-1cn 10647  ax-icn 10648  ax-addcl 10649  ax-addrcl 10650  ax-mulcl 10651  ax-mulrcl 10652  ax-mulcom 10653  ax-addass 10654  ax-mulass 10655  ax-distr 10656  ax-i2m1 10657  ax-1ne0 10658  ax-1rid 10659  ax-rnegex 10660  ax-rrecex 10661  ax-cnre 10662  ax-pre-lttri 10663  ax-pre-lttrn 10664  ax-pre-ltadd 10665  ax-pre-mulgt0 10666  ax-pre-sup 10667

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2902  df-ne 2953  df-nel 3057  df-ral 3076  df-rex 3077  df-reu 3078  df-rmo 3079  df-rab 3080  df-v 3412  df-sbc 3700  df-csb 3809  df-dif 3864  df-un 3866  df-in 3868  df-ss 3878  df-pss 3880  df-nul 4229  df-if 4425  df-pw 4500  df-sn 4527  df-pr 4529  df-tp 4531  df-op 4533  df-uni 4803  df-int 4843  df-iun 4889  df-br 5038  df-opab 5100  df-mpt 5118  df-tr 5144  df-id 5435  df-eprel 5440  df-po 5448  df-so 5449  df-fr 5488  df-we 5490  df-xp 5535  df-rel 5536  df-cnv 5537  df-co 5538  df-dm 5539  df-rn 5540  df-res 5541  df-ima 5542  df-pred 6132  df-ord 6178  df-on 6179  df-lim 6180  df-suc 6181  df-iota 6300  df-fun 6343  df-fn 6344  df-f 6345  df-f1 6346  df-fo 6347  df-f1o 6348  df-fv 6349  df-riota 7115  df-ov 7160  df-oprab 7161  df-mpo 7162  df-om 7587  df-1st 7700  df-2nd 7701  df-wrecs 7964  df-recs 8025  df-rdg 8063  df-er 8306  df-map 8425  df-ixp 8494  df-en 8542  df-dom 8543  df-sdom 8544  df-fin 8545  df-sup 8953  df-card 9415  df-pnf 10729  df-mnf 10730  df-xr 10731  df-ltxr 10732  df-le 10733  df-sub 10924  df-neg 10925  df-div 11350  df-nn 11689  df-2 11751  df-3 11752  df-n0 11949  df-z 12035  df-uz 12297  df-rp 12445  df-ioo 12797  df-ico 12799  df-fz 12954  df-seq 13433  df-exp 13494  df-hash 13755  df-cj 14520  df-re 14521  df-im 14522  df-sqrt 14656

This theorem is referenced by:  hoiqssbllem3  43675