MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lebnumlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lebnumlem3 25299
Description: Lemma for lebnum 25300. By the previous lemmas, 𝐹 is continuous and positive on a compact set, so it has a positive minimum 𝑟. Then setting 𝑑 = 𝑟 / ♯(𝑈), since for each 𝑢 ∈ 𝑈 we have ball(𝑥, 𝑑) ⊆ 𝑢 iff 𝑑 ≤ 𝑑(𝑥, 𝑋 ∖ 𝑢), if ¬ ball(𝑥, 𝑑) ⊆ 𝑢 for all 𝑢 then summing over 𝑢 yields Σ𝑢 ∈ 𝑈𝑑(𝑥, 𝑋 ∖ 𝑢) = 𝐹(𝑥) < Σ𝑢 ∈ 𝑈𝑑 = 𝑟, in contradiction to the assumption that 𝑟 is the minimum of 𝐹. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Sep-2015.) (Revised by AV, 30-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
lebnum.j 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
lebnum.d (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
lebnum.c (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
lebnum.s (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
lebnum.u (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝑈)
lebnumlem1.u (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
lebnumlem1.n (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)
lebnumlem1.f 𝐹 = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
lebnumlem2.k 𝐾 = (topGen‘ran (,))
Assertion
Ref Expression
lebnumlem3 (𝜑 → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑑,𝑢,𝑥,𝑦,𝑧,𝐷   𝐽,𝑑,𝑘,𝑥,𝑦,𝑧   𝑈,𝑑,𝑘,𝑢,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐹   𝜑,𝑑,𝑘,𝑥,𝑦,𝑧   𝑋,𝑑,𝑘,𝑢,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐾
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑢)   𝐹(𝑦, 𝑧, 𝑢, 𝑘, 𝑑)   𝐽(𝑢)   𝐾(𝑦, 𝑧, 𝑢, 𝑘, 𝑑)

Proof of Theorem lebnumlem3
Dummy variables 𝑟 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1rp 13137 . . . 4 1 ∈ ℝ+
21ne0ii 4293 . . 3 ℝ+ ≠ ∅
3 ral0 4457 . . . . 5 ∀𝑥 ∈ ∅ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢
4 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → 𝑋 = ∅)
54raleqdv 3323 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ ∀𝑥 ∈ ∅ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢))
63, 5mpbiri 261 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
76ralrimivw 3162 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → ∀𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
8 r19.2z 4458 . . 3 ((ℝ+ ≠ ∅ ∧ ∀𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
92, 7, 8sylancr 599 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
10 lebnum.j . . . . . . 7 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
11 lebnum.d . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
12 lebnum.c . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
13 lebnum.s . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
14 lebnum.u . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝑈)
15 lebnumlem1.u . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
16 lebnumlem1.n . . . . . . 7 (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)
17 lebnumlem1.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
1810, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17lebnumlem1 25297 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
1918adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
2019frnd 6729 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ran 𝐹 ⊆ ℝ+)
21 eqid 2763 . . . . . . 7 ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
22 lebnumlem2.k . . . . . . 7 𝐾 = (topGen‘ran (,))
2312adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝐽 ∈ Comp)
2410, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 22lebnumlem2 25298 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
2524adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
26 metxmet 24668 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
2710mopnuni 24775 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
2811, 26, 273syl 19 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝐽)
2928neeq1d 3018 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋 ≠ ∅ ↔ ∪ 𝐽 ≠ ∅))
3029biimpa 482 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∪ 𝐽 ≠ ∅)
3121, 22, 23, 25, 30evth2 25296 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑤 ∈ ∪ 𝐽∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥))
3228adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
33 raleq 3320 . . . . . . . 8 (𝑋 = ∪ 𝐽 → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3433rexeqbi1dv 3334 . . . . . . 7 (𝑋 = ∪ 𝐽 → (∃𝑤 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∃𝑤 ∈ ∪ 𝐽∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3532, 34syl 18 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → (∃𝑤 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∃𝑤 ∈ ∪ 𝐽∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3631, 35mpbird 260 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑤 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥))
37 ffn 6720 . . . . . 6 (𝐹:𝑋⟶ℝ+ → 𝐹 Fn 𝑋)
38 breq1 5109 . . . . . . . 8 (𝑟 = (𝐹‘𝑤) → (𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3938ralbidv 3189 . . . . . . 7 (𝑟 = (𝐹‘𝑤) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
4039rexrn 7098 . . . . . 6 (𝐹 Fn 𝑋 → (∃𝑟 ∈ ran 𝐹∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
4119, 37, 403syl 19 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → (∃𝑟 ∈ ran 𝐹∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
4236, 41mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑟 ∈ ran 𝐹∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥))
43 ssrexv 3983 . . . 4 (ran 𝐹 ⊆ ℝ+ → (∃𝑟 ∈ ran 𝐹∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥)))
4420, 42, 43sylc 66 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥))
45 simpr 490 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑟 ∈ ℝ+)
4614ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑋 = ∪ 𝑈)
47 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑋 ≠ ∅)
4846, 47eqnetrrd 3027 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → ∪ 𝑈 ≠ ∅)
49 unieq 4881 . . . . . . . . . . 11 (𝑈 = ∅ → ∪ 𝑈 = ∪ ∅)
50 uni0 4899 . . . . . . . . . . 11 ∪ ∅ = ∅
5149, 50eqtrdi 2814 . . . . . . . . . 10 (𝑈 = ∅ → ∪ 𝑈 = ∅)
5251necon3i 2991 . . . . . . . . 9 (∪ 𝑈 ≠ ∅ → 𝑈 ≠ ∅)
5348, 52syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑈 ≠ ∅)
5415ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑈 ∈ Fin)
55 hashnncl 14523 . . . . . . . . 9 (𝑈 ∈ Fin → ((♯‘𝑈) ∈ ℕ ↔ 𝑈 ≠ ∅))
5654, 55syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → ((♯‘𝑈) ∈ ℕ ↔ 𝑈 ≠ ∅))
5753, 56mpbird 260 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (♯‘𝑈) ∈ ℕ)
5857nnrpd 13175 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (♯‘𝑈) ∈ ℝ+)
5945, 58rpdivcld 13194 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ+)
60 ralnex 3092 . . . . . . . 8 (∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 ↔ ¬ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)
6154adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑈 ∈ Fin)
6253adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑈 ≠ ∅)
63 simprl 783 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑥 ∈ 𝑋)
6463adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝑋)
65 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
6665metdsval 25182 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ 𝑋 → ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) = inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
6764, 66syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) = inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
6811ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
6968ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
70 difssd 4076 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋)
71 elssuni 4902 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 ∈ 𝑈 → 𝑘 ⊆ ∪ 𝑈)
7271adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ⊆ ∪ 𝑈)
7346ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑋 = ∪ 𝑈)
7472, 73sseqtrrd 3950 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ⊆ 𝑋)
75 eleq1 2852 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 = 𝑋 → (𝑘 ∈ 𝑈 ↔ 𝑋 ∈ 𝑈))
7675notbid 321 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 = 𝑋 → (¬ 𝑘 ∈ 𝑈 ↔ ¬ 𝑋 ∈ 𝑈))
7716, 76syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝑘 = 𝑋 → ¬ 𝑘 ∈ 𝑈))
7877necon2ad 2974 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑈 → 𝑘 ≠ 𝑋))
7978ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝑘 ∈ 𝑈 → 𝑘 ≠ 𝑋))
8079imp 412 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ≠ 𝑋)
81 pssdifn0 4319 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑘 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑘 ≠ 𝑋) → (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅)
8274, 80, 81syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅)
8365metdsre 25188 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋 ∧ (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅) → (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )):𝑋⟶ℝ)
8469, 70, 82, 83syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )):𝑋⟶ℝ)
8584, 64ffvelcdmd 7096 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) ∈ ℝ)
8667, 85eqeltrrd 2865 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ) ∈ ℝ)
8759ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ+)
8887rpred 13177 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ)
89 simprr 785 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)
90 sseq2 3939 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑢 = 𝑘 → ((𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 ↔ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘))
9190notbid 321 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑢 = 𝑘 → (¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 ↔ ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘))
9291rspccva 3579 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘)
9389, 92sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘)
9469, 26syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
9587rpxrd 13178 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ*)
9665metdsge 25184 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ*) → ((𝑟 / (♯‘𝑈)) ≤ ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) ↔ ((𝑋 ∖ 𝑘) ∩ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈)))) = ∅))
9794, 70, 64, 95, 96syl31anc 1400 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑟 / (♯‘𝑈)) ≤ ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) ↔ ((𝑋 ∖ 𝑘) ∩ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈)))) = ∅))
98 blssm 24752 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ*) → (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑋)
9994, 64, 95, 98syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑋)
100 difin0ss 4324 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑋 ∖ 𝑘) ∩ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈)))) = ∅ → ((𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑋 → (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘))
10199, 100syl5com 32 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (((𝑋 ∖ 𝑘) ∩ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈)))) = ∅ → (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘))
10297, 101sylbid 243 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑟 / (♯‘𝑈)) ≤ ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) → (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑘))
10393, 102mtod 201 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ¬ (𝑟 / (♯‘𝑈)) ≤ ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥))
10485, 88ltnled 11470 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) < (𝑟 / (♯‘𝑈)) ↔ ¬ (𝑟 / (♯‘𝑈)) ≤ ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥)))
105103, 104mpbird 260 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))‘𝑥) < (𝑟 / (♯‘𝑈)))
10667, 105eqbrtrrd 5132 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ) < (𝑟 / (♯‘𝑈)))
10761, 62, 86, 88, 106fsumlt 15982 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ) < Σ𝑘 ∈ 𝑈 (𝑟 / (♯‘𝑈)))
108 oveq1 7437 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝐷𝑧) = (𝑥𝐷𝑧))
109108mpteq2dv 5202 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = 𝑥 → (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)) = (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)))
110109rneqd 5925 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)) = ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)))
111110infeq1d 9483 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ) = inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
112111sumeq2sdv 15885 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ) = Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
113 sumex 15870 . . . . . . . . . . . . 13 Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ) ∈ V
114112, 17, 113fvmpt 7004 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ 𝑋 → (𝐹‘𝑥) = Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
11563, 114syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) = Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
11659adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ+)
117116rpcnd 13179 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℂ)
118 fsumconst 15971 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑈 ∈ Fin ∧ (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ 𝑈 (𝑟 / (♯‘𝑈)) = ((♯‘𝑈) · (𝑟 / (♯‘𝑈))))
11961, 117, 118syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → Σ𝑘 ∈ 𝑈 (𝑟 / (♯‘𝑈)) = ((♯‘𝑈) · (𝑟 / (♯‘𝑈))))
120 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 ∈ ℝ+)
121120rpcnd 13179 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 ∈ ℂ)
12257adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (♯‘𝑈) ∈ ℕ)
123122nncnd 12364 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (♯‘𝑈) ∈ ℂ)
124122nnne0d 12401 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (♯‘𝑈) ≠ 0)
125121, 123, 124divcan2d 12108 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → ((♯‘𝑈) · (𝑟 / (♯‘𝑈))) = 𝑟)
126119, 125eqtr2d 2799 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 = Σ𝑘 ∈ 𝑈 (𝑟 / (♯‘𝑈)))
127107, 115, 1263brtr4d 5140 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) < 𝑟)
12819ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
129128, 63ffvelcdmd 7096 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ+)
130129rpred 13177 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
131120rpred 13177 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 ∈ ℝ)
132130, 131ltnled 11470 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → ((𝐹‘𝑥) < 𝑟 ↔ ¬ 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥)))
133127, 132mpbid 235 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → ¬ 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥))
134133expr 462 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 → ¬ 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥)))
13560, 134biimtrrid 246 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (¬ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢 → ¬ 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥)))
136135con4d 116 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
137136ralimdva 3178 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
138 oveq2 7438 . . . . . . . . 9 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) = (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))))
139138sseq1d 3944 . . . . . . . 8 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → ((𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
140139rexbidv 3190 . . . . . . 7 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
141140ralbidv 3189 . . . . . 6 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
142141rspcev 3580 . . . . 5 (((𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
14359, 137, 142syl6an 697 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢))
144143rexlimdva 3167 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → (∃𝑟 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢))
14544, 144mpd 16 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
1469, 145pm2.61dane 3046 1 (𝜑 → ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∩ cin 4092  ∅c0 4281  ∪ cuni 4870   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  ran crn 5656   Fn wfn 6542  ⟶wf 6543  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  Fincfn 8987  infcinf 9446  ℂcc 11211  ℝcr 11212  1c1 11214   · cmul 11218  ℝ*cxr 11355   < clt 11356   ≤ cle 11357   / cdiv 11986  ℕcn 12348  ℝ+crp 13133  (,)cioo 13489  ♯chash 14487  Σcsu 15868  topGenctg 17623  ∞Metcxmet 21678  Metcmet 21679  ballcbl 21680  MetOpencmopn 21683   Cn ccn 23557  Compccmp 23719
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-inf2 9655  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290  ax-pre-sup 11291  ax-addf 11292
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7703  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-supp 8191  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8490  df-2o 8491  df-er 8731  df-ec 8733  df-map 8863  df-ixp 8940  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-fin 8991  df-fsupp 9368  df-fi 9416  df-sup 9447  df-inf 9448  df-oi 9517  df-card 10033  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-div 11987  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-5 12421  df-6 12422  df-7 12423  df-8 12424  df-9 12425  df-n0 12620  df-z 12707  df-dec 12828  df-uz 12979  df-q 13089  df-rp 13134  df-xneg 13254  df-xadd 13255  df-xmul 13256  df-ioo 13493  df-ico 13495  df-icc 13496  df-fz 13653  df-fzo 13802  df-seq 14158  df-exp 14218  df-hash 14488  df-cj 15281  df-re 15282  df-im 15283  df-sqrt 15417  df-abs 15418  df-clim 15670  df-sum 15869  df-struct 17340  df-sets 17357  df-slot 17375  df-ndx 17387  df-base 17403  df-ress 17424  df-plusg 17456  df-mulr 17457  df-starv 17458  df-sca 17459  df-vsca 17460  df-ip 17461  df-tset 17462  df-ple 17463  df-ds 17465  df-unif 17466  df-hom 17467  df-cco 17468  df-rest 17608  df-topn 17609  df-0g 17627  df-gsum 17628  df-topgen 17629  df-pt 17630  df-prds 17633  df-xrs 17689  df-qtop 17694  df-imas 17695  df-xps 17697  df-mre 17771  df-mrc 17772  df-acs 17774  df-mgm 18831  df-sgrp 18923  df-mnd 18939  df-submnd 18994  df-mulg 19293  df-cntz 19546  df-cmn 20011  df-psmet 21685  df-xmet 21686  df-met 21687  df-bl 21688  df-mopn 21689  df-cnfld 21694  df-top 23227  df-topon 23244  df-topsp 23266  df-bases 23279  df-cld 23352  df-ntr 23353  df-cls 23354  df-cn 23560  df-cnp 23561  df-cmp 23720  df-tx 23896  df-hmeo 24089  df-xms 24654  df-ms 24655  df-tms 24656
This theorem is used by:  lebnum  25300
  Copyright terms: Public domain W3C validator