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

Theorem ismtybndlem 36662
Description: Lemma for ismtybnd 36663. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jan-2014.)
Assertion
Ref Expression
ismtybndlem ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) β†’ 𝑁 ∈ (Bndβ€˜π‘Œ)))

Proof of Theorem ismtybndlem
Dummy variables 𝑀 π‘Ÿ π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isismty 36657 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ)) β†’ (𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁) ↔ (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 βˆ€π‘€ ∈ 𝑋 (𝑧𝑀𝑀) = ((πΉβ€˜π‘§)𝑁(πΉβ€˜π‘€)))))
21biimp3a 1469 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 βˆ€π‘€ ∈ 𝑋 (𝑧𝑀𝑀) = ((πΉβ€˜π‘§)𝑁(πΉβ€˜π‘€))))
32simpld 495 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ 𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ)
4 f1ocnv 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ ◑𝐹:π‘Œβ€“1-1-onto→𝑋)
5 f1of 6830 . . . . . . . . . . 11 (◑𝐹:π‘Œβ€“1-1-onto→𝑋 β†’ ◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹)
63, 4, 53syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ ◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹)
76ffvelcdmda 7083 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) β†’ (β—‘πΉβ€˜π‘¦) ∈ 𝑋)
8 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ = (β—‘πΉβ€˜π‘¦) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ))
98eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = (β—‘πΉβ€˜π‘¦) β†’ (𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ↔ 𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
109rexbidv 3178 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = (β—‘πΉβ€˜π‘¦) β†’ (βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
1110rspcv 3608 . . . . . . . . 9 ((β—‘πΉβ€˜π‘¦) ∈ 𝑋 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
127, 11syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
13 imaeq2 6053 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) = (𝐹 β€œ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
14 f1ofo 6837 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ 𝐹:𝑋–ontoβ†’π‘Œ)
15 foima 6807 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹:𝑋–ontoβ†’π‘Œ β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) = π‘Œ)
163, 14, 153syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) = π‘Œ)
1716adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) = π‘Œ)
18 rpxr 12979 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘Ÿ ∈ ℝ+ β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
1918adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+) β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
207, 19anim12dan 619 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦) ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*))
21 ismtyima 36659 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦) ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) = ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘¦))(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))
2220, 21syldan 591 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝐹 β€œ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) = ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘¦))(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))
23 simpl 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+) β†’ 𝑦 ∈ π‘Œ)
24 f1ocnvfv2 7271 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) β†’ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘¦)) = 𝑦)
253, 23, 24syl2an 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘¦)) = 𝑦)
2625oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘¦))(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ) = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))
2722, 26eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝐹 β€œ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))
2817, 27eqeq12d 2748 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ ((𝐹 β€œ 𝑋) = (𝐹 β€œ ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) ↔ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
2913, 28imbitrid 243 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ π‘Œ ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
3029anassrs 468 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+) β†’ (𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
3130reximdva 3168 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) β†’ (βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = ((β—‘πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
3212, 31syld 47 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ π‘Œ) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
3332ralrimdva 3154 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
34 simp2 1137 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ))
3533, 34jctild 526 . . . . 5 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))))
36353expib 1122 . . . 4 (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))))
3736com12 32 . . 3 ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ) β†’ (𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))))
3837impd 411 . 2 ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)) β†’ (𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ))))
39 isbndx 36638 . 2 (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) ↔ (𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ 𝑋 = (π‘₯(ballβ€˜π‘€)π‘Ÿ)))
40 isbndx 36638 . 2 (𝑁 ∈ (Bndβ€˜π‘Œ) ↔ (𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ βˆ€π‘¦ ∈ π‘Œ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ+ π‘Œ = (𝑦(ballβ€˜π‘)π‘Ÿ)))
4138, 39, 403imtr4g 295 1 ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) β†’ (𝑀 ∈ (Bndβ€˜π‘‹) β†’ 𝑁 ∈ (Bndβ€˜π‘Œ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  β—‘ccnv 5674   β€œ cima 5678  βŸΆwf 6536  β€“ontoβ†’wfo 6538  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6539  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„*cxr 11243  β„+crp 12970  βˆžMetcxmet 20921  ballcbl 20923  Bndcbnd 36623   Ismty cismty 36654
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  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  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-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  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-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-po 5587  df-so 5588  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-er 8699  df-ec 8701  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-2 12271  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-bnd 36635  df-ismty 36655
This theorem is referenced by:  ismtybnd  36663
  Copyright terms: Public domain W3C validator