MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  minvecolem6 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem minvecolem6 28256
Description: Lemma for minveco 28258. Any minimal point is less than 𝑆 away from 𝐴. (Contributed by Mario Carneiro, 9-May-2014.) (Revised by AV, 4-Oct-2020.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
minveco.x 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
minveco.m 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
minveco.n 𝑁 = (normCV𝑈)
minveco.y 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
minveco.u (𝜑𝑈 ∈ CPreHilOLD)
minveco.w (𝜑𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
minveco.a (𝜑𝐴𝑋)
minveco.d 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
minveco.j 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
minveco.r 𝑅 = ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
minveco.s 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
minvecolem6 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐽   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝑅   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐷,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑊,𝑦   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌,𝑦
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑦)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem minvecolem6
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 minveco.u . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 ∈ CPreHilOLD)
2 phnv 28187 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ CPreHilOLD𝑈 ∈ NrmCVec)
31, 2syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 ∈ NrmCVec)
43adantr 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑈 ∈ NrmCVec)
5 minveco.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝑋)
65adantr 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐴𝑋)
7 inss1 4027 . . . . . . . . 9 ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan) ⊆ (SubSp‘𝑈)
8 minveco.w . . . . . . . . 9 (𝜑𝑊 ∈ ((SubSp‘𝑈) ∩ CBan))
97, 8sseldi 3795 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈))
10 minveco.x . . . . . . . . 9 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
11 minveco.y . . . . . . . . 9 𝑌 = (BaseSet‘𝑊)
12 eqid 2798 . . . . . . . . 9 (SubSp‘𝑈) = (SubSp‘𝑈)
1310, 11, 12sspba 28100 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑊 ∈ (SubSp‘𝑈)) → 𝑌𝑋)
143, 9, 13syl2anc 580 . . . . . . 7 (𝜑𝑌𝑋)
1514sselda 3797 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥𝑋)
16 minveco.m . . . . . . 7 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
17 minveco.n . . . . . . 7 𝑁 = (normCV𝑈)
18 minveco.d . . . . . . 7 𝐷 = (IndMet‘𝑈)
1910, 16, 17, 18imsdval 28059 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝑥𝑋) → (𝐴𝐷𝑥) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
204, 6, 15, 19syl3anc 1491 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐴𝐷𝑥) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
2120oveq1d 6892 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝐴𝐷𝑥)↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2))
22 minveco.s . . . . . . . 8 𝑆 = inf(𝑅, ℝ, < )
23 minveco.j . . . . . . . . . . . 12 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
24 minveco.r . . . . . . . . . . . 12 𝑅 = ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
2510, 16, 17, 11, 1, 8, 5, 18, 23, 24minvecolem1 28248 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
2625adantr 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
2726simp1d 1173 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑅 ⊆ ℝ)
2826simp2d 1174 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑅 ≠ ∅)
29 0red 10331 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ∈ ℝ)
3026simp3d 1175 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤)
31 breq1 4845 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → (𝑥𝑤 ↔ 0 ≤ 𝑤))
3231ralbidv 3166 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (∀𝑤𝑅 𝑥𝑤 ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
3332rspcev 3496 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ ∧ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤)
3429, 30, 33syl2anc 580 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤)
35 infrecl 11296 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
3627, 28, 34, 35syl3anc 1491 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑌) → inf(𝑅, ℝ, < ) ∈ ℝ)
3722, 36syl5eqel 2881 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ∈ ℝ)
3837resqcld 13288 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑆↑2) ∈ ℝ)
3938recnd 10356 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑆↑2) ∈ ℂ)
4039addid1d 10525 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑆↑2) + 0) = (𝑆↑2))
4121, 40breq12d 4855 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2) ≤ (𝑆↑2)))
4210, 16nvmcl 28019 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝑥𝑋) → (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋)
434, 6, 15, 42syl3anc 1491 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋)
4410, 17nvcl 28034 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ)
454, 43, 44syl2anc 580 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ)
4610, 17nvge0 28046 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝐴𝑀𝑥) ∈ 𝑋) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
474, 43, 46syl2anc 580 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)))
48 infregelb 11298 . . . . . . 7 (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) ∧ 0 ∈ ℝ) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
4927, 28, 34, 29, 48syl31anc 1493 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑌) → (0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 0 ≤ 𝑤))
5030, 49mpbird 249 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
5150, 22syl6breqr 4884 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 0 ≤ 𝑆)
5245, 37, 47, 51le2sqd 13297 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥))↑2) ≤ (𝑆↑2)))
5322breq2i 4850 . . . 4 ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ))
54 infregelb 11298 . . . . 5 (((𝑅 ⊆ ℝ ∧ 𝑅 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤𝑅 𝑥𝑤) ∧ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ∈ ℝ) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5527, 28, 34, 45, 54syl31anc 1493 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ inf(𝑅, ℝ, < ) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5653, 55syl5bb 275 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5741, 52, 563bitr2d 299 . 2 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤))
5824raleqi 3324 . . 3 (∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤)
59 fvex 6423 . . . . 5 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
6059rgenw 3104 . . . 4 𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V
61 eqid 2798 . . . . 5 (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
62 breq2 4846 . . . . 5 (𝑤 = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
6361, 62ralrnmpt 6593 . . . 4 (∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) ∈ V → (∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
6460, 63ax-mp 5 . . 3 (∀𝑤 ∈ ran (𝑦𝑌 ↦ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))(𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
6558, 64bitri 267 . 2 (∀𝑤𝑅 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ 𝑤 ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
6657, 65syl6bb 279 1 ((𝜑𝑥𝑌) → (((𝐴𝐷𝑥)↑2) ≤ ((𝑆↑2) + 0) ↔ ∀𝑦𝑌 (𝑁‘(𝐴𝑀𝑥)) ≤ (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385  w3a 1108   = wceq 1653  wcel 2157  wne 2970  wral 3088  wrex 3089  Vcvv 3384  cin 3767  wss 3768  c0 4114   class class class wbr 4842  cmpt 4921  ran crn 5312  cfv 6100  (class class class)co 6877  infcinf 8588  cr 10222  0cc0 10223   + caddc 10226   < clt 10362  cle 10363  2c2 11365  cexp 13111  MetOpencmopn 20055  NrmCVeccnv 27957  BaseSetcba 27959  𝑣 cnsb 27962  normCVcnmcv 27963  IndMetcims 27964  SubSpcss 28094  CPreHilOLDccphlo 28185  CBanccbn 28236
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 2776  ax-rep 4963  ax-sep 4974  ax-nul 4982  ax-pow 5034  ax-pr 5096  ax-un 7182  ax-cnex 10279  ax-resscn 10280  ax-1cn 10281  ax-icn 10282  ax-addcl 10283  ax-addrcl 10284  ax-mulcl 10285  ax-mulrcl 10286  ax-mulcom 10287  ax-addass 10288  ax-mulass 10289  ax-distr 10290  ax-i2m1 10291  ax-1ne0 10292  ax-1rid 10293  ax-rnegex 10294  ax-rrecex 10295  ax-cnre 10296  ax-pre-lttri 10297  ax-pre-lttrn 10298  ax-pre-ltadd 10299  ax-pre-mulgt0 10300  ax-pre-sup 10301
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 2785  df-cleq 2791  df-clel 2794  df-nfc 2929  df-ne 2971  df-nel 3074  df-ral 3093  df-rex 3094  df-reu 3095  df-rmo 3096  df-rab 3097  df-v 3386  df-sbc 3633  df-csb 3728  df-dif 3771  df-un 3773  df-in 3775  df-ss 3782  df-pss 3784  df-nul 4115  df-if 4277  df-pw 4350  df-sn 4368  df-pr 4370  df-tp 4372  df-op 4374  df-uni 4628  df-iun 4711  df-br 4843  df-opab 4905  df-mpt 4922  df-tr 4945  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5897  df-ord 5943  df-on 5944  df-lim 5945  df-suc 5946  df-iota 6063  df-fun 6102  df-fn 6103  df-f 6104  df-f1 6105  df-fo 6106  df-f1o 6107  df-fv 6108  df-riota 6838  df-ov 6880  df-oprab 6881  df-mpt2 6882  df-om 7299  df-1st 7400  df-2nd 7401  df-wrecs 7644  df-recs 7706  df-rdg 7744  df-er 7981  df-en 8195  df-dom 8196  df-sdom 8197  df-sup 8589  df-inf 8590  df-pnf 10364  df-mnf 10365  df-xr 10366  df-ltxr 10367  df-le 10368  df-sub 10557  df-neg 10558  df-div 10976  df-nn 11312  df-2 11373  df-3 11374  df-n0 11578  df-z 11664  df-uz 11928  df-rp 12072  df-seq 13053  df-exp 13112  df-cj 14177  df-re 14178  df-im 14179  df-sqrt 14313  df-abs 14314  df-grpo 27866  df-gid 27867  df-ginv 27868  df-gdiv 27869  df-ablo 27918  df-vc 27932  df-nv 27965  df-va 27968  df-ba 27969  df-sm 27970  df-0v 27971  df-vs 27972  df-nmcv 27973  df-ims 27974  df-ssp 28095  df-ph 28186  df-cbn 28237
This theorem is referenced by:  minvecolem7  28257
  Copyright terms: Public domain W3C validator