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Theorem metcnpi3 22679
Description: Epsilon-delta property of a metric space function continuous at 𝑃. A variation of metcnpi2 22678 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 22678 . 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 12103 . . . 4 (𝑧 ∈ ℝ+ → (𝑧 / 2) ∈ ℝ+)
54ad2antrl 720 . . 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 792 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
7 simprr 790 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑦𝑋)
8 simplrl 796 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃))
9 eqid 2799 . . . . . . . . . . . 12 𝐽 = 𝐽
109cnprcl 21378 . . . . . . . . . . 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 22574 . . . . . . . . . . 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 2881 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑃𝑋)
15 xmetcl 22464 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑦𝑋𝑃𝑋) → (𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ*)
166, 7, 14, 15syl3anc 1491 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ*)
174ad2antrl 720 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) ∈ ℝ+)
1817rpxrd 12118 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) ∈ ℝ*)
19 rpxr 12085 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ+𝑧 ∈ ℝ*)
2019ad2antrl 720 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝑧 ∈ ℝ*)
21 rphalflt 12105 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℝ+ → (𝑧 / 2) < 𝑧)
2221ad2antrl 720 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝑧 / 2) < 𝑧)
23 xrlelttr 12236 . . . . . . . . . 10 (((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) → (((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) ∧ (𝑧 / 2) < 𝑧) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
2423expcomd 407 . . . . . . . . 9 (((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) → ((𝑧 / 2) < 𝑧 → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧)))
2524imp 396 . . . . . . . 8 ((((𝑦𝐶𝑃) ∈ ℝ* ∧ (𝑧 / 2) ∈ ℝ*𝑧 ∈ ℝ*) ∧ (𝑧 / 2) < 𝑧) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
2616, 18, 20, 22, 25syl31anc 1493 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → (𝑦𝐶𝑃) < 𝑧))
27 simpllr 794 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌))
281mopntopon 22572 . . . . . . . . . . . 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 22572 . . . . . . . . . . . 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 21383 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌) ∧ 𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃)) → 𝐹:𝑋𝑌)
3329, 31, 8, 32syl3anc 1491 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐹:𝑋𝑌)
3433, 7ffvelrnd 6586 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝐹𝑦) ∈ 𝑌)
3533, 14ffvelrnd 6586 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → (𝐹𝑃) ∈ 𝑌)
36 xmetcl 22464 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌) ∧ (𝐹𝑦) ∈ 𝑌 ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝑌) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*)
3727, 34, 35, 36syl3anc 1491 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*)
38 simplrr 797 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
3938rpxrd 12118 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑌)) ∧ (𝐹 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑃) ∧ 𝐴 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+𝑦𝑋)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
40 xrltle 12229 . . . . . . . 8 ((((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ∈ ℝ*𝐴 ∈ ℝ*) → (((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) < 𝐴 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
4137, 39, 40syl2anc 580 . . . . . . 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 460 . . . . 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 3143 . . . 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 447 . . 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 4847 . . . 4 (𝑥 = (𝑧 / 2) → ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 ↔ (𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2)))
4746rspceaimv 3505 . . 3 (((𝑧 / 2) ∈ ℝ+ ∧ ∀𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ (𝑧 / 2) → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝑋 ((𝑦𝐶𝑃) ≤ 𝑥 → ((𝐹𝑦)𝐷(𝐹𝑃)) ≤ 𝐴))
485, 45, 47syl2anc 580 . 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 3216 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 385  w3a 1108   = wceq 1653  wcel 2157  wral 3089  wrex 3090   cuni 4628   class class class wbr 4843  wf 6097  cfv 6101  (class class class)co 6878  *cxr 10362   < clt 10363  cle 10364   / cdiv 10976  2c2 11368  +crp 12074  ∞Metcxmet 20053  MetOpencmopn 20058  TopOnctopon 21043   CnP ccnp 21358
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-iun 4712  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-er 7982  df-map 8097  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-sup 8590  df-inf 8591  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-n0 11581  df-z 11667  df-uz 11931  df-q 12034  df-rp 12075  df-xneg 12193  df-xadd 12194  df-xmul 12195  df-topgen 16419  df-psmet 20060  df-xmet 20061  df-bl 20063  df-mopn 20064  df-top 21027  df-topon 21044  df-bases 21079  df-cnp 21361
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