MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  metnrmlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem metnrmlem3 25181
Description: Lemma for metnrm 25182. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
metdscn.f 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑦 ∈ 𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
metdscn.j 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
metnrmlem.1 (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
metnrmlem.2 (𝜑 → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
metnrmlem.3 (𝜑 → 𝑇 ∈ (Clsd‘𝐽))
metnrmlem.4 (𝜑 → (𝑆 ∩ 𝑇) = ∅)
metnrmlem.u 𝑈 = ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))
metnrmlem.g 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑦 ∈ 𝑇 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
metnrmlem.v 𝑉 = ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 (𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2))
Assertion
Ref Expression
metnrmlem3 (𝜑 → ∃𝑧 ∈ 𝐽 ∃𝑤 ∈ 𝐽 (𝑆 ⊆ 𝑧 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑧 ∩ 𝑤) = ∅))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧   𝑡,𝑠,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧,𝐷   𝐽,𝑠,𝑡,𝑤,𝑦,𝑧   𝜑,𝑠,𝑡   𝐺,𝑠,𝑡   𝑇,𝑠,𝑡,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝑆,𝑠,𝑡,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝑈,𝑠,𝑤   𝑋,𝑠,𝑡,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝐹,𝑠,𝑡,𝑤,𝑧   𝑤,𝑉,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤)   𝑈(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡)   𝐹(𝑥, 𝑦)   𝐺(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤)   𝐽(𝑥)   𝑉(𝑥, 𝑦, 𝑡, 𝑠)

Proof of Theorem metnrmlem3
StepHypRef Expression
1 metnrmlem.g . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑦 ∈ 𝑇 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
2 metdscn.j . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
3 metnrmlem.1 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
4 metnrmlem.3 . . . 4 (𝜑 → 𝑇 ∈ (Clsd‘𝐽))
5 metnrmlem.2 . . . 4 (𝜑 → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
6 incom 4155 . . . . 5 (𝑇 ∩ 𝑆) = (𝑆 ∩ 𝑇)
7 metnrmlem.4 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 ∩ 𝑇) = ∅)
86, 7eqtrid 2808 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 ∩ 𝑆) = ∅)
9 metnrmlem.v . . . 4 𝑉 = ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 (𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2))
101, 2, 3, 4, 5, 8, 9metnrmlem2 25180 . . 3 (𝜑 → (𝑉 ∈ 𝐽 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑉))
1110simpld 500 . 2 (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝐽)
12 metdscn.f . . . 4 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑦 ∈ 𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
13 metnrmlem.u . . . 4 𝑈 = ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))
1412, 2, 3, 5, 4, 7, 13metnrmlem2 25180 . . 3 (𝜑 → (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑈))
1514simpld 500 . 2 (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐽)
1610simprd 501 . 2 (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝑉)
1714simprd 501 . 2 (𝜑 → 𝑇 ⊆ 𝑈)
189ineq1i 4162 . . . 4 (𝑉 ∩ 𝑈) = (∪ 𝑠 ∈ 𝑆 (𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈)
19 iunin1 5030 . . . 4 ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) = (∪ 𝑠 ∈ 𝑆 (𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈)
2018, 19eqtr4i 2787 . . 3 (𝑉 ∩ 𝑈) = ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈)
2113ineq2i 4163 . . . . . . . 8 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) = ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)))
22 iunin2 5029 . . . . . . . 8 ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) = ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)))
2321, 22eqtr4i 2787 . . . . . . 7 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) = ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)))
243adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
25 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
2625cldss 23347 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝑆 ⊆ ∪ 𝐽)
275, 26syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑆 ⊆ ∪ 𝐽)
282mopnuni 24760 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
293, 28syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝐽)
3027, 29sseqtrrd 3968 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝑋)
3130sselda 3931 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → 𝑠 ∈ 𝑋)
3231adantrr 730 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 𝑠 ∈ 𝑋)
3325cldss 23347 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑇 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝑇 ⊆ ∪ 𝐽)
344, 33syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑇 ⊆ ∪ 𝐽)
3534, 29sseqtrrd 3968 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑇 ⊆ 𝑋)
3635sselda 3931 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑋)
3736adantrl 729 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 𝑡 ∈ 𝑋)
381, 2, 3, 4, 5, 8metnrmlem1a 25178 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → (0 < (𝐺‘𝑠) ∧ if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ+))
3938simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ+)
4039adantrr 730 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ+)
4140rphalfcld 13176 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) ∈ ℝ+)
4241rpxrd 13165 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) ∈ ℝ*)
4312, 2, 3, 5, 4, 7metnrmlem1a 25178 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (0 < (𝐹‘𝑡) ∧ if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ+))
4443adantrl 729 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (0 < (𝐹‘𝑡) ∧ if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ+))
4544simprd 501 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ+)
4645rphalfcld 13176 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2) ∈ ℝ+)
4746rpxrd 13165 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2) ∈ ℝ*)
4840rpred 13164 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ)
4948rehalfcld 12593 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) ∈ ℝ)
5045rpred 13164 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ)
5150rehalfcld 12593 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2) ∈ ℝ)
5249, 51rexaddd 13364 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) +𝑒 (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)) = ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) + (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)))
5348recnd 11337 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℂ)
5450recnd 11337 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℂ)
55 2cnd 12421 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 2 ∈ ℂ)
56 2ne0 12449 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ≠ 0
5756a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 2 ≠ 0)
5853, 54, 55, 57divdird 12131 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) = ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) + (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)))
5952, 58eqtr4d 2799 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) +𝑒 (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)) = ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2))
601, 2, 3, 4, 5, 8metnrmlem1 25179 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ≤ (𝑡𝐷𝑠))
6160ancom2s 663 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ≤ (𝑡𝐷𝑠))
62 xmetsym 24666 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑡 ∈ 𝑋 ∧ 𝑠 ∈ 𝑋) → (𝑡𝐷𝑠) = (𝑠𝐷𝑡))
6324, 37, 32, 62syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (𝑡𝐷𝑠) = (𝑠𝐷𝑡))
6461, 63breqtrd 5131 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ≤ (𝑠𝐷𝑡))
6512, 2, 3, 5, 4, 7metnrmlem1 25179 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ≤ (𝑠𝐷𝑡))
6640rpxrd 13165 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ*)
6745rpxrd 13165 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ*)
68 xmetcl 24650 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝑋 ∧ 𝑡 ∈ 𝑋) → (𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ*)
6924, 32, 37, 68syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ*)
70 xle2add 13389 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ∈ ℝ* ∧ if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ∈ ℝ*) ∧ ((𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ* ∧ (𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ*)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ≤ (𝑠𝐷𝑡) ∧ if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ≤ (𝑠𝐷𝑡)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) +𝑒 if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) ≤ ((𝑠𝐷𝑡) +𝑒 (𝑠𝐷𝑡))))
7166, 67, 69, 69, 70syl22anc 852 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) ≤ (𝑠𝐷𝑡) ∧ if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) ≤ (𝑠𝐷𝑡)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) +𝑒 if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) ≤ ((𝑠𝐷𝑡) +𝑒 (𝑠𝐷𝑡))))
7264, 65, 71mp2and 712 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) +𝑒 if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) ≤ ((𝑠𝐷𝑡) +𝑒 (𝑠𝐷𝑡)))
7348, 50readdcld 11338 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) ∈ ℝ)
7473recnd 11337 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) ∈ ℂ)
7574, 55, 57divcan2d 12095 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (2 · ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) = (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))))
76 2re 12417 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ∈ ℝ
7773rehalfcld 12593 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ∈ ℝ)
78 rexmul 13401 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℝ ∧ ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ∈ ℝ) → (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) = (2 · ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)))
7976, 77, 78sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) = (2 · ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)))
8048, 50rexaddd 13364 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) +𝑒 if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) = (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))))
8175, 79, 803eqtr4d 2806 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) = (if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) +𝑒 if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))))
82 x2times 13429 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ* → (2 ·e (𝑠𝐷𝑡)) = ((𝑠𝐷𝑡) +𝑒 (𝑠𝐷𝑡)))
8369, 82syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (2 ·e (𝑠𝐷𝑡)) = ((𝑠𝐷𝑡) +𝑒 (𝑠𝐷𝑡)))
8472, 81, 833brtr4d 5137 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) ≤ (2 ·e (𝑠𝐷𝑡)))
8577rexrd 11359 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ∈ ℝ*)
86 2rp 13125 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℝ+
8786a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → 2 ∈ ℝ+)
88 xlemul2 13421 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ∈ ℝ* ∧ (𝑠𝐷𝑡) ∈ ℝ* ∧ 2 ∈ ℝ+) → (((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ≤ (𝑠𝐷𝑡) ↔ (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) ≤ (2 ·e (𝑠𝐷𝑡))))
8985, 69, 87, 88syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → (((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ≤ (𝑠𝐷𝑡) ↔ (2 ·e ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2)) ≤ (2 ·e (𝑠𝐷𝑡))))
9084, 89mpbird 260 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) + if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡))) / 2) ≤ (𝑠𝐷𝑡))
9159, 90eqbrtrd 5127 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) +𝑒 (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)) ≤ (𝑠𝐷𝑡))
92 bldisj 24717 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝑋 ∧ 𝑡 ∈ 𝑋) ∧ ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) ∈ ℝ* ∧ (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2) ∈ ℝ* ∧ ((if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2) +𝑒 (if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2)) ≤ (𝑠𝐷𝑡))) → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) = ∅)
9324, 32, 37, 42, 47, 91, 92syl33anc 1412 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) = ∅)
94 eqimss 3989 . . . . . . . . . . 11 (((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) = ∅ → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
9593, 94syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝑆 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇)) → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
9695anassrs 473 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
9796ralrimiva 3155 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → ∀𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
98 iunss 5003 . . . . . . . 8 (∪ 𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅ ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
9997, 98sylibr 237 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → ∪ 𝑡 ∈ 𝑇 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ (𝑡(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐹‘𝑡), 1, (𝐹‘𝑡)) / 2))) ⊆ ∅)
10023, 99eqsstrid 3969 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝑆) → ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅)
101100ralrimiva 3155 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅)
102 iunss 5003 . . . . 5 (∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅ ↔ ∀𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅)
103101, 102sylibr 237 . . . 4 (𝜑 → ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅)
104 ss0 4352 . . . 4 (∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) ⊆ ∅ → ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) = ∅)
105103, 104syl 18 . . 3 (𝜑 → ∪ 𝑠 ∈ 𝑆 ((𝑠(ball‘𝐷)(if(1 ≤ (𝐺‘𝑠), 1, (𝐺‘𝑠)) / 2)) ∩ 𝑈) = ∅)
10620, 105eqtrid 2808 . 2 (𝜑 → (𝑉 ∩ 𝑈) = ∅)
107 sseq2 3957 . . . 4 (𝑧 = 𝑉 → (𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ 𝑆 ⊆ 𝑉))
108 ineq1 4159 . . . . 5 (𝑧 = 𝑉 → (𝑧 ∩ 𝑤) = (𝑉 ∩ 𝑤))
109108eqeq1d 2763 . . . 4 (𝑧 = 𝑉 → ((𝑧 ∩ 𝑤) = ∅ ↔ (𝑉 ∩ 𝑤) = ∅))
110107, 1093anbi13d 1466 . . 3 (𝑧 = 𝑉 → ((𝑆 ⊆ 𝑧 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑧 ∩ 𝑤) = ∅) ↔ (𝑆 ⊆ 𝑉 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑉 ∩ 𝑤) = ∅)))
111 sseq2 3957 . . . 4 (𝑤 = 𝑈 → (𝑇 ⊆ 𝑤 ↔ 𝑇 ⊆ 𝑈))
112 ineq2 4160 . . . . 5 (𝑤 = 𝑈 → (𝑉 ∩ 𝑤) = (𝑉 ∩ 𝑈))
113112eqeq1d 2763 . . . 4 (𝑤 = 𝑈 → ((𝑉 ∩ 𝑤) = ∅ ↔ (𝑉 ∩ 𝑈) = ∅))
114111, 1133anbi23d 1467 . . 3 (𝑤 = 𝑈 → ((𝑆 ⊆ 𝑉 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑉 ∩ 𝑤) = ∅) ↔ (𝑆 ⊆ 𝑉 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑈 ∧ (𝑉 ∩ 𝑈) = ∅)))
115110, 114rspc2ev 3589 . 2 ((𝑉 ∈ 𝐽 ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ (𝑆 ⊆ 𝑉 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑈 ∧ (𝑉 ∩ 𝑈) = ∅)) → ∃𝑧 ∈ 𝐽 ∃𝑤 ∈ 𝐽 (𝑆 ⊆ 𝑧 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑧 ∩ 𝑤) = ∅))
11611, 15, 16, 17, 106, 115syl113anc 1409 1 (𝜑 → ∃𝑧 ∈ 𝐽 ∃𝑤 ∈ 𝐽 (𝑆 ⊆ 𝑧 ∧ 𝑇 ⊆ 𝑤 ∧ (𝑧 ∩ 𝑤) = ∅))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  ifcif 4482  ∪ cuni 4867  ∪ ciun 4951   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ran crn 5652  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  infcinf 9433  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205  ℝ*cxr 11342   < clt 11343   ≤ cle 11344   / cdiv 11973  2c2 12397  ℝ+crp 13120   +𝑒 cxad 13239   ·e cxmu 13240  ∞Metcxmet 21663  ballcbl 21665  MetOpencmopn 21668  Clsdccld 23334
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-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
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-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-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-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-ec 8719  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-sup 9434  df-inf 9435  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-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-icc 13483  df-topgen 17614  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-top 23212  df-topon 23229  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339
This theorem is used by:  metnrm  25182
  Copyright terms: Public domain W3C validator