Theorem minveclem1 24932

Description: Lemma for minvec 24944. The set of all distances from points of 𝑌 to 𝐴 are a nonempty set of nonnegative reals. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
minvec.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝑈)
minvec.m	⊢ − = (-g‘𝑈)
minvec.n	⊢ 𝑁 = (norm‘𝑈)
minvec.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂPreHil)
minvec.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (LSubSp‘𝑈))
minvec.w	⊢ (𝜑 → (𝑈 ↾s 𝑌) ∈ CMetSp)
minvec.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
minvec.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑈)
minvec.r	⊢ 𝑅 = ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))

Assertion

Ref	Expression
minveclem1	⊢ (𝜑 → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))

Distinct variable groups:   𝑦,𝑤, −   𝑤,𝐴,𝑦   𝑤,𝐽,𝑦   𝑤,𝑁,𝑦   𝜑,𝑤,𝑦   𝑤,𝑅,𝑦   𝑤,𝑈,𝑦   𝑤,𝑋,𝑦   𝑤,𝑌,𝑦

Proof of Theorem minveclem1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		minvec.r	. . 3 ⊢ 𝑅 = ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
2		minvec.u	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂPreHil)
3		cphngp 24681	. . . . . . 7 ⊢ (𝑈 ∈ ℂPreHil → 𝑈 ∈ NrmGrp)
4	2, 3	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ NrmGrp)
5		cphlmod 24682	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑈 ∈ ℂPreHil → 𝑈 ∈ LMod)
6	2, 5	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ LMod)
7	6	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝑈 ∈ LMod)
8		minvec.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋)
9	8	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝐴 ∈ 𝑋)
10		minvec.y	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (LSubSp‘𝑈))
11		minvec.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝑈)
12		eqid 2732	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSubSp‘𝑈) = (LSubSp‘𝑈)
13	11, 12	lssss 20539	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑌 ∈ (LSubSp‘𝑈) → 𝑌 ⊆ 𝑋)
14	10, 13	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ⊆ 𝑋)
15	14	sselda 3981	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 𝑦 ∈ 𝑋)
16		minvec.m	. . . . . . . 8 ⊢ − = (-g‘𝑈)
17	11, 16	lmodvsubcl 20509	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑈 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) → (𝐴 − 𝑦) ∈ 𝑋)
18	7, 9, 15, 17	syl3anc 1371	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝐴 − 𝑦) ∈ 𝑋)
19		minvec.n	. . . . . . 7 ⊢ 𝑁 = (norm‘𝑈)
20	11, 19	nmcl 24116	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmGrp ∧ (𝐴 − 𝑦) ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) ∈ ℝ)
21	4, 18, 20	syl2an2r 683	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) ∈ ℝ)
22	21	fmpttd 7111	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))):𝑌⟶ℝ)
23	22	frnd 6722	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) ⊆ ℝ)
24	1, 23	eqsstrid 4029	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ⊆ ℝ)
25	12	lssn0 20543	. . . 4 ⊢ (𝑌 ∈ (LSubSp‘𝑈) → 𝑌 ≠ ∅)
26	10, 25	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ≠ ∅)
27	1	eqeq1i 2737	. . . . 5 ⊢ (𝑅 = ∅ ↔ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = ∅)
28		dm0rn0 5922	. . . . 5 ⊢ (dom (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = ∅ ↔ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = ∅)
29		fvex 6901	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) ∈ V
30		eqid 2732	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
31	29, 30	dmmpti 6691	. . . . . 6 ⊢ dom (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = 𝑌
32	31	eqeq1i 2737	. . . . 5 ⊢ (dom (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))) = ∅ ↔ 𝑌 = ∅)
33	27, 28, 32	3bitr2i 298	. . . 4 ⊢ (𝑅 = ∅ ↔ 𝑌 = ∅)
34	33	necon3bii 2993	. . 3 ⊢ (𝑅 ≠ ∅ ↔ 𝑌 ≠ ∅)
35	26, 34	sylibr 233	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ≠ ∅)
36	11, 19	nmge0 24117	. . . . . 6 ⊢ ((𝑈 ∈ NrmGrp ∧ (𝐴 − 𝑦) ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
37	4, 18, 36	syl2an2r 683	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
38	37	ralrimiva 3146	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝑌 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
39	29	rgenw 3065	. . . . 5 ⊢ ∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) ∈ V
40		breq2 5151	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) → (0 ≤ 𝑤 ↔ 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))))
41	30, 40	ralrnmptw 7092	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑌 (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)) ∈ V → (∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))0 ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦))))
42	39, 41	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))0 ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑌 0 ≤ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))
43	38, 42	sylibr 233	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))0 ≤ 𝑤)
44	1	raleqi 3323	. . 3 ⊢ (∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑤 ∈ ran (𝑦 ∈ 𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴 − 𝑦)))0 ≤ 𝑤)
45	43, 44	sylibr 233	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤)
46	24, 35, 45	3jca 1128	1 ⊢ (𝜑 → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤 ∈ 𝑅 0 ≤ 𝑤))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940  ∀wral 3061  Vcvv 3474   ⊆ wss 3947  ∅c0 4321   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  dom cdm 5675  ran crn 5676  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  ℝcr 11105  0cc0 11106   ≤ cle 11245  Basecbs 17140   ↾_s cress 17169  TopOpenctopn 17363  -_gcsg 18817  LModclmod 20463  LSubSpclss 20534  normcnm 24076  NrmGrpcngp 24077  ℂPreHilccph 24674  CMetSpccms 24840

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-0g 17383  df-topgen 17385  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-xms 23817  df-ms 23818  df-nm 24082  df-ngp 24083  df-nlm 24086  df-cph 24676

This theorem is referenced by:  minveclem4c  24933  minveclem2  24934  minveclem3b  24936  minveclem4  24940  minveclem6  24942