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Theorem ismtyima 37184
Description: The image of a ball under an isometry is another ball. (Contributed by Jeff Madsen, 31-Jan-2014.)
Assertion
Ref Expression
ismtyima (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅))

Proof of Theorem ismtyima
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imassrn 6064 . . . . 5 (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) βŠ† ran 𝐹
2 isismty 37182 . . . . . . . . . 10 ((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 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)))))
32biimp3a 1465 . . . . . . . . 9 ((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 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦))))
43adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦))))
54simpld 494 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ)
6 f1of 6827 . . . . . . 7 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆπ‘Œ)
75, 6syl 17 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆπ‘Œ)
87frnd 6719 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ ran 𝐹 βŠ† π‘Œ)
91, 8sstrid 3988 . . . 4 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) βŠ† π‘Œ)
109sseld 3976 . . 3 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) β†’ π‘₯ ∈ π‘Œ))
11 simpl2 1189 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ))
12 simprl 768 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑃 ∈ 𝑋)
13 ffvelcdm 7077 . . . . . 6 ((𝐹:π‘‹βŸΆπ‘Œ ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) β†’ (πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ)
147, 12, 13syl2anc 583 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ)
15 simprr 770 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
16 blssm 24279 . . . . 5 ((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ (πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) βŠ† π‘Œ)
1711, 14, 15, 16syl3anc 1368 . . . 4 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) βŠ† π‘Œ)
1817sseld 3976 . . 3 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (π‘₯ ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) β†’ π‘₯ ∈ π‘Œ))
19 simpl1 1188 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
2019adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
21 simplrr 775 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
22 simplrl 774 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑃 ∈ 𝑋)
23 f1ocnv 6839 . . . . . . . . . 10 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ ◑𝐹:π‘Œβ€“1-1-onto→𝑋)
24 f1of 6827 . . . . . . . . . 10 (◑𝐹:π‘Œβ€“1-1-onto→𝑋 β†’ ◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹)
255, 23, 243syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ ◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹)
26 ffvelcdm 7077 . . . . . . . . 9 ((◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹ ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋)
2725, 26sylan 579 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋)
28 elbl2 24251 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋)) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) ↔ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) < 𝑅))
2920, 21, 22, 27, 28syl22anc 836 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) ↔ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) < 𝑅))
304simprd 495 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)))
31 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ = 𝑃 β†’ (π‘₯𝑀𝑦) = (𝑃𝑀𝑦))
32 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘₯ = 𝑃 β†’ (πΉβ€˜π‘₯) = (πΉβ€˜π‘ƒ))
3332oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ = 𝑃 β†’ ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)))
3431, 33eqeq12d 2742 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ = 𝑃 β†’ ((π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)) ↔ (𝑃𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜π‘¦))))
35 oveq2 7413 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (β—‘πΉβ€˜π‘₯) β†’ (𝑃𝑀𝑦) = (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))
36 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = (β—‘πΉβ€˜π‘₯) β†’ (πΉβ€˜π‘¦) = (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))
3736oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (β—‘πΉβ€˜π‘₯) β†’ ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))))
3835, 37eqeq12d 2742 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (β—‘πΉβ€˜π‘₯) β†’ ((𝑃𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)) ↔ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))))
3934, 38rspc2v 3617 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ 𝑋 ∧ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦)) β†’ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))))
4039impancom 451 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ 𝑋 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑋 (π‘₯𝑀𝑦) = ((πΉβ€˜π‘₯)𝑁(πΉβ€˜π‘¦))) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋 β†’ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))))
4112, 30, 40syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋 β†’ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)))))
4241imp 406 . . . . . . . . 9 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋) β†’ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))))
4327, 42syldan 590 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))))
4443breq1d 5151 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((𝑃𝑀(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) < 𝑅 ↔ ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))) < 𝑅))
4529, 44bitrd 279 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) ↔ ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))) < 𝑅))
46 f1of1 6826 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
475, 46syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
4847adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
49 blssm 24279 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋)
5019, 12, 15, 49syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋)
5150adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋)
52 f1elima 7258 . . . . . . 7 ((𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ ∧ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋 ∧ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)))
5348, 27, 51, 52syl3anc 1368 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)))
5411adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ))
5514adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ)
56 f1ocnvfv2 7271 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = π‘₯)
575, 56sylan 579 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) = π‘₯)
58 simpr 484 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ π‘₯ ∈ π‘Œ)
5957, 58eqeltrd 2827 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ π‘Œ)
60 elbl2 24251 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) ∧ ((πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ ∧ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ π‘Œ)) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) ↔ ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))) < 𝑅))
6154, 21, 55, 59, 60syl22anc 836 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) ↔ ((πΉβ€˜π‘ƒ)𝑁(πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯))) < 𝑅))
6245, 53, 613bitr4d 311 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ (πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅)))
6357eleq1d 2812 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅))))
6457eleq1d 2812 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ ((πΉβ€˜(β—‘πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅) ↔ π‘₯ ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅)))
6562, 63, 643bitr3d 309 . . . 4 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ π‘₯ ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅)))
6665ex 412 . . 3 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (π‘₯ ∈ π‘Œ β†’ (π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ π‘₯ ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅))))
6710, 18, 66pm5.21ndd 379 . 2 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) ↔ π‘₯ ∈ ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅)))
6867eqrdv 2724 1 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) = ((πΉβ€˜π‘ƒ)(ballβ€˜π‘)𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3055   βŠ† wss 3943   class class class wbr 5141  β—‘ccnv 5668  ran crn 5670   β€œ cima 5672  βŸΆwf 6533  β€“1-1β†’wf1 6534  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6536  β€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  β„*cxr 11251   < clt 11252  βˆžMetcxmet 21225  ballcbl 21227   Ismty cismty 37179
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-id 5567  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-map 8824  df-xr 11256  df-psmet 21232  df-xmet 21233  df-bl 21235  df-ismty 37180
This theorem is referenced by:  ismtyhmeolem  37185  ismtybndlem  37187
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