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

Theorem ismet 23820
Description: Express the predicate "𝐷 is a metric." (Contributed by NM, 25-Aug-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 14-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
ismet (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ (𝐷:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑦,𝑧,𝐷   π‘₯,𝑋,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐴(π‘₯,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem ismet
Dummy variables 𝑑 𝑑 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 3492 . . . . 5 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ 𝑋 ∈ V)
2 xpeq12 5700 . . . . . . . . 9 ((𝑑 = 𝑋 ∧ 𝑑 = 𝑋) β†’ (𝑑 Γ— 𝑑) = (𝑋 Γ— 𝑋))
32anidms 567 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝑋 β†’ (𝑑 Γ— 𝑑) = (𝑋 Γ— 𝑋))
43oveq2d 7421 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑋 β†’ (ℝ ↑m (𝑑 Γ— 𝑑)) = (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)))
5 raleq 3322 . . . . . . . . . 10 (𝑑 = 𝑋 β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)) ↔ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))))
65anbi2d 629 . . . . . . . . 9 (𝑑 = 𝑋 β†’ ((((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))) ↔ (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))))
76raleqbi1dv 3333 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝑋 β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ 𝑑 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))))
87raleqbi1dv 3333 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑋 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑑 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑑 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))))
94, 8rabeqbidv 3449 . . . . . 6 (𝑑 = 𝑋 β†’ {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑑 Γ— 𝑑)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑑 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑑 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))} = {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))})
10 df-met 20930 . . . . . 6 Met = (𝑑 ∈ V ↦ {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑑 Γ— 𝑑)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑑 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑑 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑑 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))})
11 ovex 7438 . . . . . . 7 (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∈ V
1211rabex 5331 . . . . . 6 {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))} ∈ V
139, 10, 12fvmpt 6995 . . . . 5 (𝑋 ∈ V β†’ (Metβ€˜π‘‹) = {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))})
141, 13syl 17 . . . 4 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (Metβ€˜π‘‹) = {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))})
1514eleq2d 2819 . . 3 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ 𝐷 ∈ {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))}))
16 oveq 7411 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝐷 β†’ (π‘₯𝑑𝑦) = (π‘₯𝐷𝑦))
1716eqeq1d 2734 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝐷 β†’ ((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ (π‘₯𝐷𝑦) = 0))
1817bibi1d 343 . . . . . 6 (𝑑 = 𝐷 β†’ (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ↔ ((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦)))
19 oveq 7411 . . . . . . . . 9 (𝑑 = 𝐷 β†’ (𝑧𝑑π‘₯) = (𝑧𝐷π‘₯))
20 oveq 7411 . . . . . . . . 9 (𝑑 = 𝐷 β†’ (𝑧𝑑𝑦) = (𝑧𝐷𝑦))
2119, 20oveq12d 7423 . . . . . . . 8 (𝑑 = 𝐷 β†’ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)) = ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦)))
2216, 21breq12d 5160 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝐷 β†’ ((π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)) ↔ (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))
2322ralbidv 3177 . . . . . 6 (𝑑 = 𝐷 β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)) ↔ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))
2418, 23anbi12d 631 . . . . 5 (𝑑 = 𝐷 β†’ ((((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))) ↔ (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦)))))
25242ralbidv 3218 . . . 4 (𝑑 = 𝐷 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦))) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦)))))
2625elrab 3682 . . 3 (𝐷 ∈ {𝑑 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝑑𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑑𝑦) ≀ ((𝑧𝑑π‘₯) + (𝑧𝑑𝑦)))} ↔ (𝐷 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦)))))
2715, 26bitrdi 286 . 2 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ (𝐷 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))))
28 reex 11197 . . . 4 ℝ ∈ V
29 sqxpexg 7738 . . . 4 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝑋 Γ— 𝑋) ∈ V)
30 elmapg 8829 . . . 4 ((ℝ ∈ V ∧ (𝑋 Γ— 𝑋) ∈ V) β†’ (𝐷 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ↔ 𝐷:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„))
3128, 29, 30sylancr 587 . . 3 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝐷 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ↔ 𝐷:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„))
3231anbi1d 630 . 2 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ ((𝐷 ∈ (ℝ ↑m (𝑋 Γ— 𝑋)) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦)))) ↔ (𝐷:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))))
3327, 32bitrd 278 1 (𝑋 ∈ 𝐴 β†’ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ (𝐷:(𝑋 Γ— 𝑋)βŸΆβ„ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (((π‘₯𝐷𝑦) = 0 ↔ π‘₯ = 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯𝐷𝑦) ≀ ((𝑧𝐷π‘₯) + (𝑧𝐷𝑦))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  {crab 3432  Vcvv 3474   class class class wbr 5147   Γ— cxp 5673  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405   ↑m cmap 8816  β„cr 11105  0cc0 11106   + caddc 11109   ≀ cle 11245  Metcmet 20922
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-fv 6548  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-map 8818  df-met 20930
This theorem is referenced by:  ismeti  23822  metflem  23825  ismet2  23830  dscmet  24072  nrmmetd  24074  rrxmet  24916  metf1o  36611  rrnmet  36685
  Copyright terms: Public domain W3C validator