Theorem rrndstprj1 37880

Description: The distance between two points in Euclidean space is greater than the distance between the projections onto one coordinate. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Sep-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
rrnval.1	⊢ 𝑋 = (ℝ ↑m 𝐼)
rrndstprj1.1	⊢ 𝑀 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))

Assertion

Ref	Expression
rrndstprj1	⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) ≤ (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺))

Proof of Theorem rrndstprj1

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 766	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐼 ∈ Fin)
2		simprl 770	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐹 ∈ 𝑋)
3		rrnval.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑋 = (ℝ ↑m 𝐼)
4	2, 3	eleqtrdi 2843	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐹 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
5		elmapi 8782	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
6	4, 5	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
7	6	ffvelcdmda 7026	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
8		simprr 772	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐺 ∈ 𝑋)
9	8, 3	eleqtrdi 2843	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐺 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
10		elmapi 8782	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → 𝐺:𝐼⟶ℝ)
11	9, 10	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐺:𝐼⟶ℝ)
12	11	ffvelcdmda 7026	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
13	7, 12	resubcld 11555	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) ∈ ℝ)
14	13	resqcld 14042	. . . . 5 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
15	13	sqge0d 14054	. . . . 5 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 0 ≤ (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
16		fveq2 6831	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝐴))
17		fveq2 6831	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (𝐺‘𝑘) = (𝐺‘𝐴))
18	16, 17	oveq12d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) = ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))
19	18	oveq1d 7370	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) = (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2))
20		simplr 768	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐴 ∈ 𝐼)
21	1, 14, 15, 19, 20	fsumge1 15714	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
22	6, 20	ffvelcdmd 7027	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
23	11, 20	ffvelcdmd 7027	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐺‘𝐴) ∈ ℝ)
24	22, 23	resubcld 11555	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)) ∈ ℝ)
25		absresq 15219	. . . . 5 ⊢ (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)) ∈ ℝ → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))↑2) = (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2))
26	24, 25	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))↑2) = (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2))
27	1, 14	fsumrecl 15651	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
28	1, 14, 15	fsumge0 15712	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
29		resqrtth 15172	. . . . 5 ⊢ ((Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) = Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
30	27, 28, 29	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2) = Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
31	21, 26, 30	3brtr4d 5127	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))↑2) ≤ ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2))
32	24	recnd 11150	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)) ∈ ℂ)
33	32	abscld 15356	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))) ∈ ℝ)
34	27, 28	resqrtcld 15335	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) ∈ ℝ)
35	32	absge0d 15364	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
36	27, 28	sqrtge0d 15338	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
37	33, 34, 35, 36	le2sqd 14174	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))) ≤ (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) ↔ ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))↑2) ≤ ((√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))↑2)))
38	31, 37	mpbird 257	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))) ≤ (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
39		rrndstprj1.1	. . . 4 ⊢ 𝑀 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
40	39	remetdval 24714	. . 3 ⊢ (((𝐹‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘𝐴) ∈ ℝ) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) = (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
41	22, 23, 40	syl2anc 584	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) = (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
42	3	rrnmval 37878	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
43	42	3expb 1120	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
44	43	adantlr 715	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
45	38, 41, 44	3brtr4d 5127	1 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) ≤ (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   class class class wbr 5095   × cxp 5619   ↾ cres 5623   ∘ ccom 5625  ⟶wf 6485  ‘cfv 6489  (class class class)co 7355   ↑_m cmap 8759  Fincfn 8878  ℝcr 11015  0cc0 11016   ≤ cle 11157   − cmin 11354  2c2 12190  ↑cexp 13978  √csqrt 15150  abscabs 15151  Σcsu 15603  ℝⁿcrrn 37875

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7677  ax-inf2 9541  ax-cnex 11072  ax-resscn 11073  ax-1cn 11074  ax-icn 11075  ax-addcl 11076  ax-addrcl 11077  ax-mulcl 11078  ax-mulrcl 11079  ax-mulcom 11080  ax-addass 11081  ax-mulass 11082  ax-distr 11083  ax-i2m1 11084  ax-1ne0 11085  ax-1rid 11086  ax-rnegex 11087  ax-rrecex 11088  ax-cnre 11089  ax-pre-lttri 11090  ax-pre-lttrn 11091  ax-pre-ltadd 11092  ax-pre-mulgt0 11093  ax-pre-sup 11094

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4861  df-int 4900  df-iun 4945  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-isom 6498  df-riota 7312  df-ov 7358  df-oprab 7359  df-mpo 7360  df-om 7806  df-1st 7930  df-2nd 7931  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-er 8631  df-map 8761  df-en 8879  df-dom 8880  df-sdom 8881  df-fin 8882  df-sup 9336  df-oi 9406  df-card 9842  df-pnf 11158  df-mnf 11159  df-xr 11160  df-ltxr 11161  df-le 11162  df-sub 11356  df-neg 11357  df-div 11785  df-nn 12136  df-2 12198  df-3 12199  df-n0 12392  df-z 12479  df-uz 12743  df-rp 12901  df-ico 13261  df-fz 13418  df-fzo 13565  df-seq 13919  df-exp 13979  df-hash 14248  df-cj 15016  df-re 15017  df-im 15018  df-sqrt 15152  df-abs 15153  df-clim 15405  df-sum 15604  df-rrn 37876

This theorem is referenced by:  rrncmslem  37882  rrnequiv  37885