Theorem hoiqssbllem1 42466

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 3457	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ V)
3		elmapfn 8279	. . . 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 6716	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ ℝ)
8	7	rexrd 10537	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ∈ ℝ*)
9		hoiqssbllem1.d	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷:𝑋⟶ℝ)
10	9	ffvelrnda 6716	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ℝ)
11	10	rexrd 10537	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐷‘𝑖) ∈ ℝ*)
12		elmapi 8278	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑋) → 𝑌:𝑋⟶ℝ)
13	1, 12	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑌:𝑋⟶ℝ)
14	13	ffvelrnda 6716	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ℝ)
15	14	rexrd 10537	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ℝ*)
16		hoiqssbllem1.e	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
17		2rp 12244	. . . . . . . . . . . . . . 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 13577	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑋 ∈ Fin → ((♯‘𝑋) ∈ ℕ ↔ 𝑋 ≠ ∅))
22	20, 21	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝑋) ∈ ℕ ↔ 𝑋 ≠ ∅))
23	19, 22	mpbird 258	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℕ)
24	23	nnred 11501	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℝ)
25	23	nngt0d 11534	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 0 < (♯‘𝑋))
26	24, 25	elrpd 12278	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝑋) ∈ ℝ+)
27	26	rpsqrtcld 14605	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (√‘(♯‘𝑋)) ∈ ℝ+)
28	18, 27	rpmulcld 12297	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (2 · (√‘(♯‘𝑋))) ∈ ℝ+)
29	16, 28	rpdivcld 12298	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ+)
30	29	rpred 12281	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ)
31	30	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋)))) ∈ ℝ)
32	14, 31	resubcld 10916	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) − (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ)
33	32	rexrd 10537	. . . . . . . 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 41347	. . . . . . . 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 1364	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) < (𝑌‘𝑖))
37	7, 14, 36	ltled 10635	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝐶‘𝑖) ≤ (𝑌‘𝑖))
38	14, 31	readdcld 10516	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → ((𝑌‘𝑖) + (𝐸 / (2 · (√‘(♯‘𝑋))))) ∈ ℝ)
39	38	rexrd 10537	. . . . . . 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 41331	. . . . . . 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 1364	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) < (𝐷‘𝑖))
43	8, 11, 15, 37, 42	elicod 12637	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑋) → (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))
44	43	ex 413	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑖 ∈ 𝑋 → (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖))))
45	5, 44	ralrimi 3183	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑋 (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))
46	2, 4, 45	3jca 1121	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑌 ∈ V ∧ 𝑌 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑋 (𝑌‘𝑖) ∈ ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖))))
47		elixp2 8314	. 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 235	1 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ X𝑖 ∈ 𝑋 ((𝐶‘𝑖)[,)(𝐷‘𝑖)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   ∧ w3a 1080  Ⅎwnf 1765   ∈ wcel 2081   ≠ wne 2984  ∀wral 3105  Vcvv 3437  ∅c0 4211   class class class wbr 4962   Fn wfn 6220  ⟶wf 6221  ‘cfv 6225  (class class class)co 7016   ↑_𝑚 cmap 8256  Xcixp 8310  Fincfn 8357  ℝcr 10382   + caddc 10386   · cmul 10388  ℝ^*cxr 10520   < clt 10521   − cmin 10717   / cdiv 11145  ℕcn 11486  2c2 11540  ℝ⁺crp 12239  (,)cioo 12588  [,)cico 12590  ♯chash 13540  √csqrt 14426

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1777  ax-4 1791  ax-5 1888  ax-6 1947  ax-7 1992  ax-8 2083  ax-9 2091  ax-10 2112  ax-11 2126  ax-12 2141  ax-13 2344  ax-ext 2769  ax-sep 5094  ax-nul 5101  ax-pow 5157  ax-pr 5221  ax-un 7319  ax-cnex 10439  ax-resscn 10440  ax-1cn 10441  ax-icn 10442  ax-addcl 10443  ax-addrcl 10444  ax-mulcl 10445  ax-mulrcl 10446  ax-mulcom 10447  ax-addass 10448  ax-mulass 10449  ax-distr 10450  ax-i2m1 10451  ax-1ne0 10452  ax-1rid 10453  ax-rnegex 10454  ax-rrecex 10455  ax-cnre 10456  ax-pre-lttri 10457  ax-pre-lttrn 10458  ax-pre-ltadd 10459  ax-pre-mulgt0 10460  ax-pre-sup 10461

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1525  df-ex 1762  df-nf 1766  df-sb 2043  df-mo 2576  df-eu 2612  df-clab 2776  df-cleq 2788  df-clel 2863  df-nfc 2935  df-ne 2985  df-nel 3091  df-ral 3110  df-rex 3111  df-reu 3112  df-rmo 3113  df-rab 3114  df-v 3439  df-sbc 3707  df-csb 3812  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3874  df-pss 3876  df-nul 4212  df-if 4382  df-pw 4455  df-sn 4473  df-pr 4475  df-tp 4477  df-op 4479  df-uni 4746  df-int 4783  df-iun 4827  df-br 4963  df-opab 5025  df-mpt 5042  df-tr 5064  df-id 5348  df-eprel 5353  df-po 5362  df-so 5363  df-fr 5402  df-we 5404  df-xp 5449  df-rel 5450  df-cnv 5451  df-co 5452  df-dm 5453  df-rn 5454  df-res 5455  df-ima 5456  df-pred 6023  df-ord 6069  df-on 6070  df-lim 6071  df-suc 6072  df-iota 6189  df-fun 6227  df-fn 6228  df-f 6229  df-f1 6230  df-fo 6231  df-f1o 6232  df-fv 6233  df-riota 6977  df-ov 7019  df-oprab 7020  df-mpo 7021  df-om 7437  df-1st 7545  df-2nd 7546  df-wrecs 7798  df-recs 7860  df-rdg 7898  df-1o 7953  df-er 8139  df-map 8258  df-ixp 8311  df-en 8358  df-dom 8359  df-sdom 8360  df-fin 8361  df-sup 8752  df-card 9214  df-pnf 10523  df-mnf 10524  df-xr 10525  df-ltxr 10526  df-le 10527  df-sub 10719  df-neg 10720  df-div 11146  df-nn 11487  df-2 11548  df-3 11549  df-n0 11746  df-z 11830  df-uz 12094  df-rp 12240  df-ioo 12592  df-ico 12594  df-fz 12743  df-seq 13220  df-exp 13280  df-hash 13541  df-cj 14292  df-re 14293  df-im 14294  df-sqrt 14428

This theorem is referenced by:  hoiqssbllem3  42468