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

Theorem metdsf 23442
 Description: The distance from a point to a set is a nonnegative extended real number. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 4-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 30-Sep-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
metdscn.f 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
Assertion
Ref Expression
metdsf ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐷   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem metdsf
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplll 774 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑆) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
2 simplr 768 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑥𝑋)
3 simplr 768 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑆𝑋)
43sselda 3951 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦𝑋)
5 xmetcl 22927 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ*)
61, 2, 4, 5syl3anc 1368 . . . . . 6 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑆) → (𝑥𝐷𝑦) ∈ ℝ*)
7 eqid 2824 . . . . . 6 (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)) = (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))
86, 7fmptd 6859 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)):𝑆⟶ℝ*)
98frnd 6502 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)) ⊆ ℝ*)
10 infxrcl 12712 . . . 4 (ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)) ⊆ ℝ* → inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
119, 10syl 17 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
12 xmetge0 22940 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋𝑦𝑋) → 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦))
131, 2, 4, 12syl3anc 1368 . . . . . 6 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝑆) → 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦))
1413ralrimiva 3176 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → ∀𝑦𝑆 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦))
15 ovex 7171 . . . . . . 7 (𝑥𝐷𝑦) ∈ V
1615rgenw 3144 . . . . . 6 𝑦𝑆 (𝑥𝐷𝑦) ∈ V
17 breq2 5051 . . . . . . 7 (𝑧 = (𝑥𝐷𝑦) → (0 ≤ 𝑧 ↔ 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦)))
187, 17ralrnmptw 6841 . . . . . 6 (∀𝑦𝑆 (𝑥𝐷𝑦) ∈ V → (∀𝑧 ∈ ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))0 ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑦𝑆 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦)))
1916, 18ax-mp 5 . . . . 5 (∀𝑧 ∈ ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))0 ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑦𝑆 0 ≤ (𝑥𝐷𝑦))
2014, 19sylibr 237 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → ∀𝑧 ∈ ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))0 ≤ 𝑧)
21 0xr 10673 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
22 infxrgelb 12714 . . . . 5 ((ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)) ⊆ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) → (0 ≤ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))0 ≤ 𝑧))
239, 21, 22sylancl 589 . . . 4 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → (0 ≤ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦))0 ≤ 𝑧))
2420, 23mpbird 260 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → 0 ≤ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
25 elxrge0 12833 . . 3 (inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ∈ (0[,]+∞) ↔ (inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < )))
2611, 24, 25sylanbrc 586 . 2 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ) ∈ (0[,]+∞))
27 metdscn.f . 2 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
2826, 27fmptd 6859 1 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2115  ∀wral 3132  Vcvv 3479   ⊆ wss 3918   class class class wbr 5047   ↦ cmpt 5127  ran crn 5537  ⟶wf 6332  ‘cfv 6336  (class class class)co 7138  infcinf 8889  0cc0 10522  +∞cpnf 10657  ℝ*cxr 10659   < clt 10660   ≤ cle 10661  [,]cicc 12727  ∞Metcxmet 20516 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5184  ax-nul 5191  ax-pow 5247  ax-pr 5311  ax-un 7444  ax-cnex 10578  ax-resscn 10579  ax-1cn 10580  ax-icn 10581  ax-addcl 10582  ax-addrcl 10583  ax-mulcl 10584  ax-mulrcl 10585  ax-mulcom 10586  ax-addass 10587  ax-mulass 10588  ax-distr 10589  ax-i2m1 10590  ax-1ne0 10591  ax-1rid 10592  ax-rnegex 10593  ax-rrecex 10594  ax-cnre 10595  ax-pre-lttri 10596  ax-pre-lttrn 10597  ax-pre-ltadd 10598  ax-pre-mulgt0 10599  ax-pre-sup 10600 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3014  df-nel 3118  df-ral 3137  df-rex 3138  df-reu 3139  df-rmo 3140  df-rab 3141  df-v 3481  df-sbc 3758  df-csb 3866  df-dif 3921  df-un 3923  df-in 3925  df-ss 3935  df-nul 4275  df-if 4449  df-pw 4522  df-sn 4549  df-pr 4551  df-op 4555  df-uni 4820  df-iun 4902  df-br 5048  df-opab 5110  df-mpt 5128  df-id 5441  df-po 5455  df-so 5456  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-riota 7096  df-ov 7141  df-oprab 7142  df-mpo 7143  df-1st 7672  df-2nd 7673  df-er 8272  df-map 8391  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-sup 8890  df-inf 8891  df-pnf 10662  df-mnf 10663  df-xr 10664  df-ltxr 10665  df-le 10666  df-sub 10857  df-neg 10858  df-div 11283  df-2 11686  df-rp 12376  df-xneg 12493  df-xadd 12494  df-xmul 12495  df-icc 12731  df-xmet 20524 This theorem is referenced by:  metds0  23444  metdstri  23445  metdsre  23447  metdseq0  23448  metdscnlem  23449  metdscn  23450  metnrmlem1a  23452  metnrmlem1  23453  lebnumlem1  23555
 Copyright terms: Public domain W3C validator