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Theorem ismtyima 36659
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 6068 . . . . 5 (𝐹 β€œ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅)) βŠ† ran 𝐹
2 isismty 36657 . . . . . . . . . 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 1469 . . . . . . . . 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 481 . . . . . . . 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 495 . . . . . . 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 6830 . . . . . . 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 6722 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ ran 𝐹 βŠ† π‘Œ)
91, 8sstrid 3992 . . . 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 3980 . . 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 1192 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ))
12 simprl 769 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑃 ∈ 𝑋)
13 ffvelcdm 7080 . . . . . 6 ((𝐹:π‘‹βŸΆπ‘Œ ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) β†’ (πΉβ€˜π‘ƒ) ∈ π‘Œ)
147, 12, 13syl2anc 584 . . . . 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 771 . . . . 5 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
16 blssm 23915 . . . . 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 1371 . . . 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 3980 . . 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 1191 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ 𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
2019adantr 481 . . . . . . . 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 776 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
22 simplrl 775 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ 𝑃 ∈ 𝑋)
23 f1ocnv 6842 . . . . . . . . . 10 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’π‘Œ β†’ ◑𝐹:π‘Œβ€“1-1-onto→𝑋)
24 f1of 6830 . . . . . . . . . 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 7080 . . . . . . . . 9 ((◑𝐹:π‘ŒβŸΆπ‘‹ ∧ π‘₯ ∈ π‘Œ) β†’ (β—‘πΉβ€˜π‘₯) ∈ 𝑋)
2725, 26sylan 580 . . . . . . . 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 23887 . . . . . . . 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 837 . . . . . . 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 496 . . . . . . . . . . 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 6888 . . . . . . . . . . . . . . 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 2748 . . . . . . . . . . . . 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 6888 . . . . . . . . . . . . . . 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 2748 . . . . . . . . . . . . 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 3621 . . . . . . . . . . . 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 452 . . . . . . . . . . 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 584 . . . . . . . . . 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 407 . . . . . . . . 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 591 . . . . . . . 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 5157 . . . . . . 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 278 . . . . . 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 6829 . . . . . . . . 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 481 . . . . . . 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 23915 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋)
5019, 12, 15, 49syl3anc 1371 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑁 ∈ (∞Metβ€˜π‘Œ) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 Ismty 𝑁)) ∧ (𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*)) β†’ (𝑃(ballβ€˜π‘€)𝑅) βŠ† 𝑋)
5150adantr 481 . . . . . . 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 1371 . . . . . 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 481 . . . . . . 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 481 . . . . . . 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 580 . . . . . . . 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 485 . . . . . . . 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 2833 . . . . . . 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 23887 . . . . . . 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 837 . . . . . 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 310 . . . . 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 2818 . . . . 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 2818 . . . . 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 308 . . . 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 413 . . 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 380 . 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 2730 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 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  β—‘ccnv 5674  ran crn 5676   β€œ cima 5678  βŸΆwf 6536  β€“1-1β†’wf1 6537  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6539  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„*cxr 11243   < clt 11244  βˆžMetcxmet 20921  ballcbl 20923   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
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-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-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-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-map 8818  df-xr 11248  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-bl 20931  df-ismty 36655
This theorem is referenced by:  ismtyhmeolem  36660  ismtybndlem  36662
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