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

Theorem lebnumlem3 25284
Description: Lemma for lebnum 25285. 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 13124 . . . 4 1 ∈ ℝ+
21ne0ii 4290 . . 3 ℝ+ ≠ ∅
3 ral0 4454 . . . . 5 ∀𝑥 ∈ ∅ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢
4 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → 𝑋 = ∅)
54raleqdv 3320 . . . . 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 3159 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = ∅) → ∀𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢)
8 r19.2z 4455 . . 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 25282 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
1918adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
2019frnd 6718 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ran 𝐹 ⊆ ℝ+)
21 eqid 2761 . . . . . . 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 25283 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
2524adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
26 metxmet 24653 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
2710mopnuni 24760 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
2811, 26, 273syl 19 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝐽)
2928neeq1d 3015 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋 ≠ ∅ ↔ ∪ 𝐽 ≠ ∅))
3029biimpa 482 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∪ 𝐽 ≠ ∅)
3121, 22, 23, 25, 30evth2 25281 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → ∃𝑤 ∈ ∪ 𝐽∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥))
3228adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
33 raleq 3317 . . . . . . . 8 (𝑋 = ∪ 𝐽 → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽(𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3433rexeqbi1dv 3331 . . . . . . 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 6709 . . . . . 6 (𝐹:𝑋⟶ℝ+ → 𝐹 Fn 𝑋)
38 breq1 5106 . . . . . . . 8 (𝑟 = (𝐹‘𝑤) → (𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
3938ralbidv 3186 . . . . . . 7 (𝑟 = (𝐹‘𝑤) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝐹‘𝑤) ≤ (𝐹‘𝑥)))
4039rexrn 7087 . . . . . 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 4001 . . . 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 3024 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → ∪ 𝑈 ≠ ∅)
49 unieq 4878 . . . . . . . . . . 11 (𝑈 = ∅ → ∪ 𝑈 = ∪ ∅)
50 uni0 4896 . . . . . . . . . . 11 ∪ ∅ = ∅
5149, 50eqtrdi 2812 . . . . . . . . . 10 (𝑈 = ∅ → ∪ 𝑈 = ∅)
5251necon3i 2988 . . . . . . . . 9 (∪ 𝑈 ≠ ∅ → 𝑈 ≠ ∅)
5348, 52syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑈 ≠ ∅)
5415ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → 𝑈 ∈ Fin)
55 hashnncl 14510 . . . . . . . . 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 13162 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (♯‘𝑈) ∈ ℝ+)
5945, 58rpdivcld 13181 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ+)
60 ralnex 3089 . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
6665metdsval 25167 . . . . . . . . . . . . . 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 4084 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋)
71 elssuni 4899 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3968 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ⊆ 𝑋)
75 eleq1 2849 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2971 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4316 . . . . . . . . . . . . . . . 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 25173 . . . . . . . . . . . . . . 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 7085 . . . . . . . . . . . . 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 2862 . . . . . . . . . . . 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 13164 . . . . . . . . . . . 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 3957 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3576 . . . . . . . . . . . . . . . 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 13165 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℝ*)
9665metdsge 25169 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 24737 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4321 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11457 . . . . . . . . . . . . . 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 5129 . . . . . . . . . . . 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 15967 . . . . . . . . . . 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 7427 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝐷𝑧) = (𝑥𝐷𝑧))
109108mpteq2dv 5199 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = 𝑥 → (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)) = (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)))
110109rneqd 5920 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑥 → ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)) = ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)))
111110infeq1d 9470 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑥 → inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ) = inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
112111sumeq2sdv 15870 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑥 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ) = Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
113 sumex 15855 . . . . . . . . . . . . 13 Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑥𝐷𝑧)), ℝ*, < ) ∈ V
114112, 17, 113fvmpt 6993 . . . . . . . . . . . 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 13166 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝑟 / (♯‘𝑈)) ∈ ℂ)
118 fsumconst 15956 . . . . . . . . . . . . 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 13166 . . . . . . . . . . . . 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 12351 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (♯‘𝑈) ∈ ℂ)
124122nnne0d 12388 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (♯‘𝑈) ≠ 0)
125121, 123, 124divcan2d 12095 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → ((♯‘𝑈) · (𝑟 / (♯‘𝑈))) = 𝑟)
126119, 125eqtr2d 2797 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 = Σ𝑘 ∈ 𝑈 (𝑟 / (♯‘𝑈)))
127107, 115, 1263brtr4d 5137 . . . . . . . . . 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 7085 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ+)
130129rpred 13164 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
131120rpred 13164 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑈 ¬ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢)) → 𝑟 ∈ ℝ)
132130, 131ltnled 11457 . . . . . . . . . 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 3175 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 𝑟 ≤ (𝐹‘𝑥) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
138 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) = (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))))
139138sseq1d 3962 . . . . . . . 8 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → ((𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
140139rexbidv 3187 . . . . . . 7 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
141140ralbidv 3186 . . . . . 6 (𝑑 = (𝑟 / (♯‘𝑈)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)𝑑) ⊆ 𝑢 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑢 ∈ 𝑈 (𝑥(ball‘𝐷)(𝑟 / (♯‘𝑈))) ⊆ 𝑢))
142141rspcev 3577 . . . . 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 3164 . . 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 3043 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 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ∖ cdif 3896   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  ∪ cuni 4867   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ran crn 5652   Fn wfn 6533  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  infcinf 9433  ℂcc 11198  ℝcr 11199  1c1 11201   · cmul 11205  ℝ*cxr 11342   < clt 11343   ≤ cle 11344   / cdiv 11973  ℕcn 12335  ℝ+crp 13120  (,)cioo 13476  ♯chash 14474  Σcsu 15853  topGenctg 17608  ∞Metcxmet 21663  Metcmet 21664  ballcbl 21665  MetOpencmopn 21668   Cn ccn 23542  Compccmp 23704
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-ec 8719  df-map 8849  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ioo 13480  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-sum 15854  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-mulg 19278  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-cmp 23705  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641
This theorem is used by:  lebnum  25285
  Copyright terms: Public domain W3C validator