Theorem ismtybndlem 39006

Description: Lemma for ismtybnd 39007. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jan-2014.)

Assertion

Ref	Expression
ismtybndlem	⊢ ((𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) → 𝑁 ∈ (Bnd‘𝑌)))

Proof of Theorem ismtybndlem

Dummy variables 𝑤 𝑟 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isismty 39001	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌)) → (𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁) ↔ (𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑤 ∈ 𝑋 (𝑧𝑀𝑤) = ((𝐹‘𝑧)𝑁(𝐹‘𝑤)))))
2	1	biimp3a 1499	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑤 ∈ 𝑋 (𝑧𝑀𝑤) = ((𝐹‘𝑧)𝑁(𝐹‘𝑤))))
3	2	simpld 500	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → 𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌)
4		f1ocnv 6867	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌 → ◡𝐹:𝑌⟶1-1onto𝑋)
5		f1of 6854	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (◡𝐹:𝑌⟶1-1onto𝑋 → ◡𝐹:𝑌⟶𝑋)
6	3, 4, 5	3syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → ◡𝐹:𝑌⟶𝑋)
7	6	ffvelcdmda 7116	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (◡𝐹‘𝑦) ∈ 𝑋)
8		oveq1 7458	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = (◡𝐹‘𝑦) → (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟))
9	8	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (◡𝐹‘𝑦) → (𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ↔ 𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)))
10	9	rexbidv 3190	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (◡𝐹‘𝑦) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)))
11	10	rspcv 3576	. . . . . . . . 9 ⊢ ((◡𝐹‘𝑦) ∈ 𝑋 → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)))
12	7, 11	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)))
13		imaeq2 6066	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟) → (𝐹 “ 𝑋) = (𝐹 “ ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)))
14		f1ofo 6862	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌 → 𝐹:𝑋⟶onto𝑌)
15		foima 6831	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐹:𝑋⟶onto𝑌 → (𝐹 “ 𝑋) = 𝑌)
16	3, 14, 15	3syl 19	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (𝐹 “ 𝑋) = 𝑌)
17	16	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝐹 “ 𝑋) = 𝑌)
18		rpxr 13170	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑟 ∈ ℝ+ → 𝑟 ∈ ℝ*)
19	18	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑟 ∈ ℝ*)
20	7, 19	anim12dan 631	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → ((◡𝐹‘𝑦) ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ*))
21		ismtyima 39003	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ ((◡𝐹‘𝑦) ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ*)) → (𝐹 “ ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)) = ((𝐹‘(◡𝐹‘𝑦))(ball‘𝑁)𝑟))
22	20, 21	syldan 603	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝐹 “ ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)) = ((𝐹‘(◡𝐹‘𝑦))(ball‘𝑁)𝑟))
23		simpl 488	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ 𝑌)
24		f1ocnvfv2 7316	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶1-1onto𝑌 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝐹‘(◡𝐹‘𝑦)) = 𝑦)
25	3, 23, 24	syl2an 608	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝐹‘(◡𝐹‘𝑦)) = 𝑦)
26	25	oveq1d 7466	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → ((𝐹‘(◡𝐹‘𝑦))(ball‘𝑁)𝑟) = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟))
27	22, 26	eqtrd 2798	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝐹 “ ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)) = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟))
28	17, 27	eqeq12d 2779	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → ((𝐹 “ 𝑋) = (𝐹 “ ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟)) ↔ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
29	13, 28	imbitrid 247	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑦 ∈ 𝑌 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
30	29	anassrs 473	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟) → 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
31	30	reximdva 3179	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = ((◡𝐹‘𝑦)(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
32	12, 31	syld 48	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
33	32	ralrimdva 3166	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
34		simp2 1155	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌))
35	33, 34	jctild 535	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟))))
36	35	3expib 1140	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))))
37	36	com12 33	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟) → (𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))))
38	37	impd 416	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → ((𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)) → (𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟))))
39		isbndx 38982	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) ↔ (𝑀 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑋 = (𝑥(ball‘𝑀)𝑟)))
40		isbndx 38982	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (Bnd‘𝑌) ↔ (𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑌 ∃𝑟 ∈ ℝ+ 𝑌 = (𝑦(ball‘𝑁)𝑟)))
41	38, 39, 40	3imtr4g 299	1 ⊢ ((𝑁 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) → (𝑀 ∈ (Bnd‘𝑋) → 𝑁 ∈ (Bnd‘𝑌)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  ^◡ccnv 5657   “ cima 5661  ⟶wf 6562  ⟶ontowfo 6564  ⟶1-1ontowf1o 6565  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℝ^*cxr 11381  ℝ⁺crp 13160  ∞Metcxmet 21714  ballcbl 21716  Bndcbnd 38967   Ismty cismty 38998

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-ec 8757  df-map 8887  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-bnd 38979  df-ismty 38999

This theorem is used by:  ismtybnd  39007