Theorem imasf1omet 23437

Description: The image of a metric is a metric. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
imasf1oxmet.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
imasf1oxmet.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
imasf1oxmet.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
imasf1oxmet.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
imasf1oxmet.e	⊢ 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
imasf1oxmet.d	⊢ 𝐷 = (dist‘𝑈)
imasf1omet.m	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Met‘𝑉))

Assertion

Ref	Expression
imasf1omet	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝐵))

Proof of Theorem imasf1omet

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		imasf1oxmet.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
2		imasf1oxmet.v	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		imasf1oxmet.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
4		imasf1oxmet.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
5		imasf1oxmet.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
6		imasf1oxmet.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (dist‘𝑈)
7		imasf1omet.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Met‘𝑉))
8		metxmet 23395	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ (Met‘𝑉) → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
9	7, 8	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
10	1, 2, 3, 4, 5, 6, 9	imasf1oxmet 23436	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵))
11		f1ofo 6707	. . . . 5 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
12	3, 11	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
13		eqid 2738	. . . 4 ⊢ (dist‘𝑅) = (dist‘𝑅)
14	1, 2, 12, 4, 13, 6	imasdsfn 17142	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 Fn (𝐵 × 𝐵))
15	1	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
16	2	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑉 = (Base‘𝑅))
17	3	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵)
18	4	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑅 ∈ 𝑍)
19	9	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
20		simprl 767	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑎 ∈ 𝑉)
21		simprr 769	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → 𝑏 ∈ 𝑉)
22	15, 16, 17, 18, 5, 6, 19, 20, 21	imasdsf1o 23435	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) = (𝑎𝐸𝑏))
23		metcl 23393	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐸 ∈ (Met‘𝑉) ∧ 𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
24	23	3expb 1118	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐸 ∈ (Met‘𝑉) ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
25	7, 24	sylan 579	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → (𝑎𝐸𝑏) ∈ ℝ)
26	22, 25	eqeltrd 2839	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ)
27	26	ralrimivva 3114	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ)
28		f1ofn 6701	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐵 → 𝐹 Fn 𝑉)
29	3, 28	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝑉)
30		oveq2 7263	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑏) → ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) = ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)))
31	30	eleq1d 2823	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑏) → (((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
32	31	ralrn 6946	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 Fn 𝑉 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
33	29, 32	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ))
34		forn 6675	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:𝑉–onto→𝐵 → ran 𝐹 = 𝐵)
35	12, 34	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 = 𝐵)
36	35	raleqdv 3339	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
37	33, 36	bitr3d 280	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
38	37	ralbidv 3120	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ((𝐹‘𝑎)𝐷(𝐹‘𝑏)) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
39	27, 38	mpbid 231	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ)
40		oveq1 7262	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → (𝑥𝐷𝑦) = ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦))
41	40	eleq1d 2823	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → ((𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
42	41	ralbidv 3120	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑎) → (∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
43	42	ralrn 6946	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 Fn 𝑉 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
44	29, 43	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ))
45	35	raleqdv 3339	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ran 𝐹∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
46	44, 45	bitr3d 280	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝐹‘𝑎)𝐷𝑦) ∈ ℝ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
47	39, 46	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ)
48		ffnov 7379	. . 3 ⊢ (𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ ↔ (𝐷 Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ))
49	14, 47, 48	sylanbrc 582	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ)
50		ismet2 23394	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (Met‘𝐵) ↔ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵) ∧ 𝐷:(𝐵 × 𝐵)⟶ℝ))
51	10, 49, 50	sylanbrc 582	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063   × cxp 5578  ran crn 5581   ↾ cres 5582   Fn wfn 6413  ⟶wf 6414  –onto→wfo 6416  –1-1-onto→wf1o 6417  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  ℝcr 10801  Basecbs 16840  distcds 16897   “_s cimas 17132  ∞Metcxmet 20495  Metcmet 20496

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-sup 9131  df-inf 9132  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-rp 12660  df-xneg 12777  df-xadd 12778  df-xmul 12779  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-seq 13650  df-hash 13973  df-struct 16776  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-xrs 17130  df-imas 17136  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-submnd 18346  df-mulg 18616  df-cntz 18838  df-cmn 19303  df-xmet 20503  df-met 20504

This theorem is referenced by:  xpsmet  23443  imasf1oms  23552