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Theorem metcnpi3 24456
Description: Epsilon-delta property of a metric space function continuous at 𝑃. A variation of metcnpi2 24455 with non-strict ordering. (Contributed by NM, 16-Dec-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Nov-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
metcn.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
metcn.4 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
metcnpi3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐹   𝑥,𝐽,𝑦   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝑌,𝑦   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐶,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝑥,𝑃,𝑦

Proof of Theorem metcnpi3
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 metcn.2 . . 3 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
2 metcn.4 . . 3 𝐾 = (MetOpen‘𝐷)
31, 2metcnpi2 24455 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) → ∃𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴))
4 rphalfcl 12914 . . . 4 (𝑧 ∈ ℝ+ → (𝑧 / 2) ∈ ℝ+)
54ad2antrl 728 . . 3 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴))) → (𝑧 / 2) ∈ ℝ+)
6 simplll 774 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
7 simprr 772 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑦𝑋)
8 simplrl 776 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃))
9 eqid 2731 . . . . . . . . . . . 12 𝐽 = 𝐽
109cnprcl 23155 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) → 𝑃 𝐽)
118, 10syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑃 𝐽)
121mopnuni 24351 . . . . . . . . . . 11 (𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = 𝐽)
136, 12syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑋 = 𝐽)
1411, 13eleqtrrd 2834 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑃𝑋)
15 xmetcl 24241 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑦𝑋𝑃𝑋) → (𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ*)
166, 7, 14, 15syl3anc 1373 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ*)
174ad2antrl 728 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) ∈ ℝ+)
1817rpxrd 12930 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) ∈ ℝ*)
19 rpxr 12895 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ*)
2019ad2antrl 728 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑧 ∈ ℝ*)
21 rphalflt 12916 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ+ → (𝑧 / 2) < 𝑧)
2221ad2antrl 728 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) < 𝑧)
23 xrlelttr 13050 . . . . . . . . . 10 (((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) → (((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) ∧ (𝑧 / 2) < 𝑧) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
2423expcomd 416 . . . . . . . . 9 (((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) → ((𝑧 / 2) < 𝑧 → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧)))
2524imp 406 . . . . . . . 8 ((((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) ∧ (𝑧 / 2) < 𝑧) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
2616, 18, 20, 22, 25syl31anc 1375 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
27 simpllr 775 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
281mopntopon 24349 . . . . . . . . . . . 12 (𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
296, 28syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
302mopntopon 24349 . . . . . . . . . . . 12 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
3127, 30syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
32 cnpf2 23160 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃)) → 𝐹:𝑋𝑌)
3329, 31, 8, 32syl3anc 1373 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐹:𝑋𝑌)
3433, 7ffvelcdmd 7013 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝐹𝑦) ∈ 𝑌)
3533, 14ffvelcdmd 7013 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝐹𝑃) ∈ 𝑌)
36 xmetcl 24241 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑦) ∈ 𝑌 ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*)
3727, 34, 35, 36syl3anc 1373 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*)
38 simplrr 777 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
3938rpxrd 12930 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
40 xrltle 13043 . . . . . . . 8 ((((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*𝐴 ∈ ℝ*) → (((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
4137, 39, 40syl2anc 584 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
4226, 41imim12d 81 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴)))
4342anassrs 467 . . . . 5 (((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) ∧ 𝑦𝑋) → (((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴)))
4443ralimdva 3144 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → (∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴) → ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴)))
4544impr 454 . . 3 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴))) → ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
46 breq2 5090 . . . 4 (𝑥 = (𝑧 / 2) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 ↔ (𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2)))
4746rspceaimv 3578 . . 3 (((𝑧 / 2) ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
485, 45, 47syl2anc 584 . 2 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) < 𝑧 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴))) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
493, 48rexlimddv 3139 1 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2111  wral 3047  wrex 3056   cuni 4854   class class class wbr 5086  wf 6472  cfv 6476  (class class class)co 7341  *cxr 11140   < clt 11141  cle 11142   / cdiv 11769  2c2 12175  +crp 12885  ∞Metcxmet 21271  MetOpencmopn 21276  TopOnctopon 22820   CnP ccnp 23135
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5229  ax-nul 5239  ax-pow 5298  ax-pr 5365  ax-un 7663  ax-cnex 11057  ax-resscn 11058  ax-1cn 11059  ax-icn 11060  ax-addcl 11061  ax-addrcl 11062  ax-mulcl 11063  ax-mulrcl 11064  ax-mulcom 11065  ax-addass 11066  ax-mulass 11067  ax-distr 11068  ax-i2m1 11069  ax-1ne0 11070  ax-1rid 11071  ax-rnegex 11072  ax-rrecex 11073  ax-cnre 11074  ax-pre-lttri 11075  ax-pre-lttrn 11076  ax-pre-ltadd 11077  ax-pre-mulgt0 11078  ax-pre-sup 11079
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4279  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-op 4578  df-uni 4855  df-iun 4938  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5506  df-eprel 5511  df-po 5519  df-so 5520  df-fr 5564  df-we 5566  df-xp 5617  df-rel 5618  df-cnv 5619  df-co 5620  df-dm 5621  df-rn 5622  df-res 5623  df-ima 5624  df-pred 6243  df-ord 6304  df-on 6305  df-lim 6306  df-suc 6307  df-iota 6432  df-fun 6478  df-fn 6479  df-f 6480  df-f1 6481  df-fo 6482  df-f1o 6483  df-fv 6484  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-er 8617  df-map 8747  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-sup 9321  df-inf 9322  df-pnf 11143  df-mnf 11144  df-xr 11145  df-ltxr 11146  df-le 11147  df-sub 11341  df-neg 11342  df-div 11770  df-nn 12121  df-2 12183  df-n0 12377  df-z 12464  df-uz 12728  df-q 12842  df-rp 12886  df-xneg 13006  df-xadd 13007  df-xmul 13008  df-topgen 17342  df-psmet 21278  df-xmet 21279  df-bl 21281  df-mopn 21282  df-top 22804  df-topon 22821  df-bases 22856  df-cnp 23138
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