Theorem metcnp2 24406

Description: Two ways to say a mapping from metric 𝐶 to metric 𝐷 is continuous at point 𝑃. The distance arguments are swapped compared to metcnp 24405 (and Munkres' metcn 24407) for compatibility with df-lm 23092. Definition 1.3-3 of [Kreyszig] p. 20. (Contributed by NM, 4-Jun-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Nov-2013.)

Hypotheses

Ref	Expression
metcn.2	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
metcn.4	⊢ 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)

Assertion

Ref	Expression
metcnp2	⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋⟶𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦))))

Distinct variable groups:   𝑦,𝑤,𝑧,𝐹   𝑤,𝐽,𝑦,𝑧   𝑤,𝐾,𝑦,𝑧   𝑤,𝑋,𝑦,𝑧   𝑤,𝑌,𝑦,𝑧   𝑤,𝐶,𝑦,𝑧   𝑤,𝐷,𝑦,𝑧   𝑤,𝑃,𝑦,𝑧

Proof of Theorem metcnp2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		metcn.2	. . 3 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
2		metcn.4	. . 3 ⊢ 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
3	1, 2	metcnp 24405	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋⟶𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦))))
4		simpl1 1192	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
5	4	ad2antrr 726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
6		simpl3 1194	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) → 𝑃 ∈ 𝑋)
7	6	ad2antrr 726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → 𝑃 ∈ 𝑋)
8		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → 𝑤 ∈ 𝑋)
9		xmetsym 24211	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (𝑃𝐶𝑤) = (𝑤𝐶𝑃))
10	5, 7, 8, 9	syl3anc 1373	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (𝑃𝐶𝑤) = (𝑤𝐶𝑃))
11	10	breq1d 5112	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 ↔ (𝑤𝐶𝑃) < 𝑧))
12		simpl2 1193	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
13	12	ad2antrr 726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
14		simpllr 775	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → 𝐹:𝑋⟶𝑌)
15	14, 7	ffvelcdmd 7039	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (𝐹‘𝑃) ∈ 𝑌)
16	14, 8	ffvelcdmd 7039	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (𝐹‘𝑤) ∈ 𝑌)
17		xmetsym 24211	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹‘𝑃) ∈ 𝑌 ∧ (𝐹‘𝑤) ∈ 𝑌) → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) = ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)))
18	13, 15, 16, 17	syl3anc 1373	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) = ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)))
19	18	breq1d 5112	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦 ↔ ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦))
20	11, 19	imbi12d 344	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → (((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦)))
21	20	ralbidva 3154	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ (𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → (∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦)))
22	21	anassrs 467	. . . . 5 ⊢ (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → (∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦)))
23	22	rexbidva 3155	. . . 4 ⊢ ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦)))
24	23	ralbidva 3154	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝐹:𝑋⟶𝑌) → (∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦)))
25	24	pm5.32da 579	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → ((𝐹:𝑋⟶𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑃𝐶𝑤) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑃)𝐷(𝐹‘𝑤)) < 𝑦)) ↔ (𝐹:𝑋⟶𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦))))
26	3, 25	bitrd 279	1 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ↔ (𝐹:𝑋⟶𝑌 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑤𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹‘𝑤)𝐷(𝐹‘𝑃)) < 𝑦))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   class class class wbr 5102  ⟶wf 6495  ‘cfv 6499  (class class class)co 7369   < clt 11184  ℝ⁺crp 12927  ∞Metcxmet 21225  MetOpencmopn 21230   CnP ccnp 23088

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121  ax-pre-sup 11122

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-er 8648  df-map 8778  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-sup 9369  df-inf 9370  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-n0 12419  df-z 12506  df-uz 12770  df-q 12884  df-rp 12928  df-xneg 13048  df-xadd 13049  df-xmul 13050  df-topgen 17382  df-psmet 21232  df-xmet 21233  df-bl 21235  df-mopn 21236  df-top 22757  df-topon 22774  df-bases 22809  df-cnp 23091

This theorem is referenced by:  metcnpi2  24409  rlimcnp  26851