MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iscmet3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iscmet3 23900
Description: The property "𝐷 is a complete metric" expressed in terms of functions on (or any other upper integer set). Thus, we only have to look at functions on , and not all possible Cauchy filters, to determine completeness. (The proof uses countable choice.) (Contributed by NM, 18-Dec-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
iscmet3.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
iscmet3.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
iscmet3.3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
iscmet3.4 (𝜑𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
Assertion
Ref Expression
iscmet3 (𝜑 → (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ↔ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))))
Distinct variable groups:   𝐷,𝑓   𝑓,𝑋   𝑓,𝐽   𝑓,𝑍   𝑓,𝑀   𝜑,𝑓

Proof of Theorem iscmet3
Dummy variables 𝑔 𝑖 𝑗 𝑘 𝑛 𝑠 𝑡 𝑢 𝑣 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscmet3.2 . . . . 5 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
21cmetcau 23896 . . . 4 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)) → 𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))
32a1d 25 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)))
43ralrimiva 3177 . 2 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)))
5 iscmet3.4 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
65adantr 484 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
7 simpr 488 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷))
8 1rp 12390 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ+
9 rphalfcl 12413 . . . . . . . . . . 11 (1 ∈ ℝ+ → (1 / 2) ∈ ℝ+)
108, 9ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (1 / 2) ∈ ℝ+
11 rpexpcl 13453 . . . . . . . . . 10 (((1 / 2) ∈ ℝ+𝑘 ∈ ℤ) → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+)
1210, 11mpan 689 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℤ → ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+)
13 cfili 23875 . . . . . . . . 9 ((𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ ((1 / 2)↑𝑘) ∈ ℝ+) → ∃𝑡𝑔𝑢𝑡𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘))
147, 12, 13syl2an 598 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ∃𝑡𝑔𝑢𝑡𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘))
1514ralrimiva 3177 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → ∀𝑘 ∈ ℤ ∃𝑡𝑔𝑢𝑡𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘))
16 vex 3483 . . . . . . . 8 𝑔 ∈ V
17 znnen 15565 . . . . . . . . 9 ℤ ≈ ℕ
18 nnenom 13352 . . . . . . . . 9 ℕ ≈ ω
1917, 18entri 8559 . . . . . . . 8 ℤ ≈ ω
20 raleq 3396 . . . . . . . . 9 (𝑡 = (𝑠𝑘) → (∀𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ ∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))
2120raleqbi1dv 3394 . . . . . . . 8 (𝑡 = (𝑠𝑘) → (∀𝑢𝑡𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))
2216, 19, 21axcc4 9859 . . . . . . 7 (∀𝑘 ∈ ℤ ∃𝑡𝑔𝑢𝑡𝑣𝑡 (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) → ∃𝑠(𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))
2315, 22syl 17 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → ∃𝑠(𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))
24 iscmet3.3 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
2524ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → 𝑀 ∈ ℤ)
26 iscmet3.1 . . . . . . . . . . . 12 𝑍 = (ℤ𝑀)
2726uzenom 13336 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑍 ≈ ω)
28 endom 8532 . . . . . . . . . . 11 (𝑍 ≈ ω → 𝑍 ≼ ω)
2925, 27, 283syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → 𝑍 ≼ ω)
30 dfin5 3927 . . . . . . . . . . . . . . 15 (( I ‘𝑋) ∩ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)) = {𝑥 ∈ ( I ‘𝑋) ∣ 𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)}
31 fzn0 12925 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑀...𝑘) ≠ ∅ ↔ 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
3231biimpri 231 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑀...𝑘) ≠ ∅)
3332, 26eleq2s 2934 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘𝑍 → (𝑀...𝑘) ≠ ∅)
34 metxmet 22944 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
355, 34syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3635adantr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
37 simpl 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔) → 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷))
38 cfilfil 23874 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → 𝑔 ∈ (Fil‘𝑋))
3936, 37, 38syl2an 598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) → 𝑔 ∈ (Fil‘𝑋))
40 simprr 772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) → 𝑠:ℤ⟶𝑔)
41 elfzelz 12911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑘) → 𝑛 ∈ ℤ)
42 ffvelrn 6840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑠:ℤ⟶𝑔𝑛 ∈ ℤ) → (𝑠𝑛) ∈ 𝑔)
4340, 41, 42syl2an 598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)) → (𝑠𝑛) ∈ 𝑔)
44 filelss 22460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑔 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ (𝑠𝑛) ∈ 𝑔) → (𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
4539, 43, 44syl2an2r 684 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)) → (𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
4645ralrimiva 3177 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) → ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
47 r19.2z 4423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀...𝑘) ≠ ∅ ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋) → ∃𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
4833, 46, 47syl2anr 599 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → ∃𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
49 iinss 4966 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∃𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
5048, 49syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ 𝑋)
516ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
52 elfvdm 6693 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom Met)
53 fvi 6731 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑋 ∈ dom Met → ( I ‘𝑋) = 𝑋)
5451, 52, 533syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → ( I ‘𝑋) = 𝑋)
5550, 54sseqtrrd 3994 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ ( I ‘𝑋))
56 sseqin2 4177 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ( 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ⊆ ( I ‘𝑋) ↔ (( I ‘𝑋) ∩ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)) = 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
5755, 56sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → (( I ‘𝑋) ∩ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)) = 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
5830, 57syl5eqr 2873 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → {𝑥 ∈ ( I ‘𝑋) ∣ 𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)} = 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
5939adantr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑔 ∈ (Fil‘𝑋))
6043ralrimiva 3177 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) → ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ 𝑔)
6160adantr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ 𝑔)
6233adantl 485 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → (𝑀...𝑘) ≠ ∅)
63 fzfid 13345 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → (𝑀...𝑘) ∈ Fin)
64 iinfi 8878 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑔 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ (∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ 𝑔 ∧ (𝑀...𝑘) ≠ ∅ ∧ (𝑀...𝑘) ∈ Fin)) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ (fi‘𝑔))
6559, 61, 62, 63, 64syl13anc 1369 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ (fi‘𝑔))
66 filfi 22467 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑔 ∈ (Fil‘𝑋) → (fi‘𝑔) = 𝑔)
6759, 66syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → (fi‘𝑔) = 𝑔)
6865, 67eleqtrd 2918 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ 𝑔)
69 fileln0 22458 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑔 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ∈ 𝑔) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ≠ ∅)
7039, 68, 69syl2an2r 684 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ≠ ∅)
7158, 70eqnetrd 3081 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → {𝑥 ∈ ( I ‘𝑋) ∣ 𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)} ≠ ∅)
72 rabn0 4322 . . . . . . . . . . . . 13 ({𝑥 ∈ ( I ‘𝑋) ∣ 𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)} ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 ∈ ( I ‘𝑋)𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
7371, 72sylib 221 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) ∧ 𝑘𝑍) → ∃𝑥 ∈ ( I ‘𝑋)𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
7473ralrimiva 3177 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑠:ℤ⟶𝑔)) → ∀𝑘𝑍𝑥 ∈ ( I ‘𝑋)𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
7574adantrrr 724 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → ∀𝑘𝑍𝑥 ∈ ( I ‘𝑋)𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛))
76 fvex 6674 . . . . . . . . . . 11 ( I ‘𝑋) ∈ V
77 eleq1 2903 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑓𝑘) → (𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ↔ (𝑓𝑘) ∈ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)))
78 fvex 6674 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓𝑘) ∈ V
79 eliin 4910 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓𝑘) ∈ V → ((𝑓𝑘) ∈ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))
8078, 79ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑓𝑘) ∈ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))
8177, 80syl6bb 290 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑓𝑘) → (𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))
8276, 81axcc4dom 9861 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 ≼ ω ∧ ∀𝑘𝑍𝑥 ∈ ( I ‘𝑋)𝑥 𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑠𝑛)) → ∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))
8329, 75, 82syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → ∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))
84 df-ral 3138 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)) ↔ ∀𝑓(𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))))
85 19.29 1875 . . . . . . . . . . . . 13 ((∀𝑓(𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ ∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))) → ∃𝑓((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))))
8684, 85sylanb 584 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)) ∧ ∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))) → ∃𝑓((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))))
8724ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑀 ∈ ℤ)
885ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
89 simprrl 780 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋))
90 feq3 6486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (( I ‘𝑋) = 𝑋 → (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ↔ 𝑓:𝑍𝑋))
9188, 52, 53, 904syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ↔ 𝑓:𝑍𝑋))
9289, 91mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑓:𝑍𝑋)
93 simplrr 777 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))
9493simprd 499 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘))
95 fveq2 6661 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑖 → (𝑠𝑘) = (𝑠𝑖))
96 oveq2 7157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 = 𝑖 → ((1 / 2)↑𝑘) = ((1 / 2)↑𝑖))
9796breq2d 5064 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑖 → ((𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ (𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑖)))
9895, 97raleqbidv 3392 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑖 → (∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ ∀𝑣 ∈ (𝑠𝑖)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑖)))
9995, 98raleqbidv 3392 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = 𝑖 → (∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑖)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑖)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑖)))
10099cbvralvw 3434 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘) ↔ ∀𝑖 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑖)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑖)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑖))
10194, 100sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → ∀𝑖 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑖)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑖)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑖))
102 simprrr 781 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))
103 fveq2 6661 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 = 𝑗 → (𝑠𝑛) = (𝑠𝑗))
104103eleq2d 2901 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 = 𝑗 → ((𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛) ↔ (𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑗)))
105104cbvralvw 3434 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛) ↔ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑗))
106 oveq2 7157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑖 → (𝑀...𝑘) = (𝑀...𝑖))
107 fveq2 6661 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 = 𝑖 → (𝑓𝑘) = (𝑓𝑖))
108107eleq1d 2900 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑖 → ((𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑗) ↔ (𝑓𝑖) ∈ (𝑠𝑗)))
109106, 108raleqbidv 3392 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑖 → (∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑗) ↔ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝑓𝑖) ∈ (𝑠𝑗)))
110105, 109syl5bb 286 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = 𝑖 → (∀𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛) ↔ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝑓𝑖) ∈ (𝑠𝑗)))
111110cbvralvw 3434 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛) ↔ ∀𝑖𝑍𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝑓𝑖) ∈ (𝑠𝑗))
112102, 111sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → ∀𝑖𝑍𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝑓𝑖) ∈ (𝑠𝑗))
11388, 34syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
114 simplrl 776 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷))
115113, 114, 38syl2anc 587 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑔 ∈ (Fil‘𝑋))
11693simpld 498 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑠:ℤ⟶𝑔)
11726, 1, 87, 88, 92, 101, 112iscmet3lem1 23898 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑓 ∈ (Cau‘𝐷))
118 simprl 770 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → (𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))))
119117, 92, 118mp2d 49 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → 𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))
12026, 1, 87, 88, 92, 101, 112, 115, 116, 119iscmet3lem2 23899 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)))) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅)
121120ex 416 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → (((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
122121exlimdv 1935 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → (∃𝑓((𝑓 ∈ (Cau‘𝐷) → (𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
12386, 122syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → ((∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)) ∧ ∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛))) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
124123expdimp 456 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) → (∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
125124an32s 651 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → (∃𝑓(𝑓:𝑍⟶( I ‘𝑋) ∧ ∀𝑘𝑍𝑛 ∈ (𝑀...𝑘)(𝑓𝑘) ∈ (𝑠𝑛)) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
12683, 125mpd 15 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ (𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ (𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)))) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅)
127126expr 460 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → ((𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
128127exlimdv 1935 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → (∃𝑠(𝑠:ℤ⟶𝑔 ∧ ∀𝑘 ∈ ℤ ∀𝑢 ∈ (𝑠𝑘)∀𝑣 ∈ (𝑠𝑘)(𝑢𝐷𝑣) < ((1 / 2)↑𝑘)) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
12923, 128mpd 15 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) ∧ 𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)) → (𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅)
130129ralrimiva 3177 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) → ∀𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)(𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅)
1311iscmet 23891 . . . 4 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ↔ (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ ∀𝑔 ∈ (CauFil‘𝐷)(𝐽 fLim 𝑔) ≠ ∅))
1326, 130, 131sylanbrc 586 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))) → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋))
133132ex 416 . 2 (𝜑 → (∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽)) → 𝐷 ∈ (CMet‘𝑋)))
1344, 133impbid2 229 1 (𝜑 → (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ↔ ∀𝑓 ∈ (Cau‘𝐷)(𝑓:𝑍𝑋𝑓 ∈ dom (⇝𝑡𝐽))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  wal 1536   = wceq 1538  wex 1781  wcel 2115  wne 3014  wral 3133  wrex 3134  {crab 3137  Vcvv 3480  cin 3918  wss 3919  c0 4276   ciin 4906   class class class wbr 5052   I cid 5446  dom cdm 5542  wf 6339  cfv 6343  (class class class)co 7149  ωcom 7574  cen 8502  cdom 8503  Fincfn 8505  ficfi 8871  1c1 10536   < clt 10673   / cdiv 11295  cn 11634  2c2 11689  cz 11978  cuz 12240  +crp 12386  ...cfz 12894  cexp 13434  ∞Metcxmet 20530  Metcmet 20531  MetOpencmopn 20535  𝑡clm 21834  Filcfil 22453   fLim cflim 22542  CauFilccfil 23859  Cauccau 23860  CMetccmet 23861
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-inf2 9101  ax-cc 9855  ax-cnex 10591  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612  ax-pre-sup 10613
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-iin 4908  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-se 5502  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-isom 6352  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7575  df-1st 7684  df-2nd 7685  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-omul 8103  df-er 8285  df-map 8404  df-pm 8405  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-fin 8509  df-fi 8872  df-sup 8903  df-inf 8904  df-oi 8971  df-card 9365  df-acn 9368  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-div 11296  df-nn 11635  df-2 11697  df-3 11698  df-n0 11895  df-z 11979  df-uz 12241  df-q 12346  df-rp 12387  df-xneg 12504  df-xadd 12505  df-xmul 12506  df-ico 12741  df-fz 12895  df-fl 13166  df-seq 13374  df-exp 13435  df-cj 14458  df-re 14459  df-im 14460  df-sqrt 14594  df-abs 14595  df-clim 14845  df-rlim 14846  df-rest 16696  df-topgen 16717  df-psmet 20537  df-xmet 20538  df-met 20539  df-bl 20540  df-mopn 20541  df-fbas 20542  df-fg 20543  df-top 21502  df-topon 21519  df-bases 21554  df-ntr 21628  df-nei 21706  df-lm 21837  df-fil 22454  df-fm 22546  df-flim 22547  df-flf 22548  df-cfil 23862  df-cau 23863  df-cmet 23864
This theorem is referenced by:  iscmet2  23901  iscmet3i  23919  heibor1  35193  rrncms  35216
  Copyright terms: Public domain W3C validator