Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  isbndx Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isbndx 36698
Description: A "bounded extended metric" (meaning that it satisfies the same condition as a bounded metric, but with "metric" replaced with "extended metric") is a metric and thus is bounded in the conventional sense. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
isbndx (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) ↔ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
Distinct variable groups:   π‘₯,π‘Ÿ,𝑀   𝑋,π‘Ÿ,π‘₯

Proof of Theorem isbndx
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isbnd 36696 . 2 (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) ↔ (𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
2 metxmet 23840 . . . 4 (𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
3 simpr 486 . . . . . 6 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ∧ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
4 xmetf 23835 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝑀:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„*)
5 ffn 6718 . . . . . . . 8 (𝑀:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„* β†’ 𝑀 Fn (𝑋 Γ— 𝑋))
63, 4, 53syl 18 . . . . . . 7 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ∧ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ 𝑀 Fn (𝑋 Γ— 𝑋))
7 simprr 772 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) β†’ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))
8 rpxr 12983 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (π‘Ÿ ∈ ℝ+ β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
9 eqid 2733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (◑𝑀 β€œ ℝ) = (◑𝑀 β€œ ℝ)
109blssec 23941 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) βŠ† [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
11103expa 1119 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) βŠ† [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
128, 11sylan2 594 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) βŠ† [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
1312adantrr 716 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) βŠ† [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
147, 13eqsstrd 4021 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) β†’ 𝑋 βŠ† [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
1514sselda 3983 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) β†’ 𝑦 ∈ [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ))
16 vex 3479 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑦 ∈ V
17 vex 3479 . . . . . . . . . . . . . . 15 π‘₯ ∈ V
1816, 17elec 8747 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ [π‘₯](◑𝑀 β€œ ℝ) ↔ π‘₯(◑𝑀 β€œ ℝ)𝑦)
1915, 18sylib 217 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) β†’ π‘₯(◑𝑀 β€œ ℝ)𝑦)
209xmeterval 23938 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ (π‘₯(◑𝑀 β€œ ℝ)𝑦 ↔ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ)))
2120ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) β†’ (π‘₯(◑𝑀 β€œ ℝ)𝑦 ↔ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ)))
2219, 21mpbid 231 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ))
2322simp3d 1145 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) β†’ (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ)
2423ralrimiva 3147 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ (π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ)
2524rexlimdvaa 3157 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ (βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ))
2625ralimdva 3168 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ))
2726impcom 409 . . . . . . 7 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ∧ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ)
28 ffnov 7535 . . . . . . 7 (𝑀:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„ ↔ (𝑀 Fn (𝑋 Γ— 𝑋) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) ∈ ℝ))
296, 27, 28sylanbrc 584 . . . . . 6 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ∧ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ 𝑀:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„)
30 ismet2 23839 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑀:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„))
313, 29, 30sylanbrc 584 . . . . 5 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ∧ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ 𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
3231ex 414 . . . 4 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹)))
332, 32impbid2 225 . . 3 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)))
3433pm5.32ri 577 . 2 ((𝑀 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) ↔ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
351, 34bitri 275 1 (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) ↔ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071   βŠ† wss 3949   class class class wbr 5149   Γ— cxp 5675  β—‘ccnv 5676   β€œ cima 5680   Fn wfn 6539  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  [cec 8701  β„cr 11109  β„*cxr 11247  β„+crp 12974  βˆžMetcxmet 20929  Metcmet 20930  ballcbl 20931  Bndcbnd 36683
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-po 5589  df-so 5590  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-er 8703  df-ec 8705  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-2 12275  df-rp 12975  df-xneg 13092  df-xadd 13093  df-xmul 13094  df-psmet 20936  df-xmet 20937  df-met 20938  df-bl 20939  df-bnd 36695
This theorem is referenced by:  isbnd2  36699  blbnd  36703  ismtybndlem  36722
  Copyright terms: Public domain W3C validator