Theorem rrndstprj1 35112

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 765	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐼 ∈ Fin)
2		simprl 769	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐹 ∈ 𝑋)
3		rrnval.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑋 = (ℝ ↑m 𝐼)
4	2, 3	eleqtrdi 2926	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐹 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
5		elmapi 8431	. . . . . . . . 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	ffvelrnda 6854	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
8		simprr 771	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐺 ∈ 𝑋)
9	8, 3	eleqtrdi 2926	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐺 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
10		elmapi 8431	. . . . . . . . 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	ffvelrnda 6854	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℝ)
13	7, 12	resubcld 11071	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) ∈ ℝ)
14	13	resqcld 13614	. . . . 5 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
15	13	sqge0d 13615	. . . . 5 ⊢ ((((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → 0 ≤ (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
16		fveq2 6673	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝐴))
17		fveq2 6673	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (𝐺‘𝑘) = (𝐺‘𝐴))
18	16, 17	oveq12d 7177	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → ((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘)) = ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)))
19	18	oveq1d 7174	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) = (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2))
20		simplr 767	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 𝐴 ∈ 𝐼)
21	1, 14, 15, 19, 20	fsumge1 15155	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))↑2) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
22	6, 20	ffvelrnd 6855	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
23	11, 20	ffvelrnd 6855	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐺‘𝐴) ∈ ℝ)
24	22, 23	resubcld 11071	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)) ∈ ℝ)
25		absresq 14665	. . . . 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 15094	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2) ∈ ℝ)
28	1, 14, 15	fsumge0 15153	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2))
29		resqrtth 14618	. . . . 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 586	. . . 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 5101	. . 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 10672	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴)) ∈ ℂ)
33	32	abscld 14799	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))) ∈ ℝ)
34	27, 28	resqrtcld 14780	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)) ∈ ℝ)
35	32	absge0d 14807	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
36	27, 28	sqrtge0d 14783	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → 0 ≤ (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
37	33, 34, 35, 36	le2sqd 13623	. . 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 259	. 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 23400	. . 3 ⊢ (((𝐹‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝐺‘𝐴) ∈ ℝ) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) = (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
41	22, 23, 40	syl2anc 586	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) = (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐺‘𝐴))))
42	3	rrnmval 35110	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
43	42	3expb 1116	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺) = (√‘Σ𝑘 ∈ 𝐼 (((𝐹‘𝑘) − (𝐺‘𝑘))↑2)))
44	43	adantlr 713	. 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 5101	1 ⊢ (((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ 𝐼) ∧ (𝐹 ∈ 𝑋 ∧ 𝐺 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝐴)𝑀(𝐺‘𝐴)) ≤ (𝐹(ℝn‘𝐼)𝐺))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1536   ∈ wcel 2113   class class class wbr 5069   × cxp 5556   ↾ cres 5560   ∘ ccom 5562  ⟶wf 6354  ‘cfv 6358  (class class class)co 7159   ↑_m cmap 8409  Fincfn 8512  ℝcr 10539  0cc0 10540   ≤ cle 10679   − cmin 10873  2c2 11695  ↑cexp 13432  √csqrt 14595  abscabs 14596  Σcsu 15045  ℝⁿcrrn 35107

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1969  ax-7 2014  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2176  ax-ext 2796  ax-rep 5193  ax-sep 5206  ax-nul 5213  ax-pow 5269  ax-pr 5333  ax-un 7464  ax-inf2 9107  ax-cnex 10596  ax-resscn 10597  ax-1cn 10598  ax-icn 10599  ax-addcl 10600  ax-addrcl 10601  ax-mulcl 10602  ax-mulrcl 10603  ax-mulcom 10604  ax-addass 10605  ax-mulass 10606  ax-distr 10607  ax-i2m1 10608  ax-1ne0 10609  ax-1rid 10610  ax-rnegex 10611  ax-rrecex 10612  ax-cnre 10613  ax-pre-lttri 10614  ax-pre-lttrn 10615  ax-pre-ltadd 10616  ax-pre-mulgt0 10617  ax-pre-sup 10618

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2069  df-mo 2621  df-eu 2653  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2966  df-ne 3020  df-nel 3127  df-ral 3146  df-rex 3147  df-reu 3148  df-rmo 3149  df-rab 3150  df-v 3499  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4571  df-pr 4573  df-tp 4575  df-op 4577  df-uni 4842  df-int 4880  df-iun 4924  df-br 5070  df-opab 5132  df-mpt 5150  df-tr 5176  df-id 5463  df-eprel 5468  df-po 5477  df-so 5478  df-fr 5517  df-se 5518  df-we 5519  df-xp 5564  df-rel 5565  df-cnv 5566  df-co 5567  df-dm 5568  df-rn 5569  df-res 5570  df-ima 5571  df-pred 6151  df-ord 6197  df-on 6198  df-lim 6199  df-suc 6200  df-iota 6317  df-fun 6360  df-fn 6361  df-f 6362  df-f1 6363  df-fo 6364  df-f1o 6365  df-fv 6366  df-isom 6367  df-riota 7117  df-ov 7162  df-oprab 7163  df-mpo 7164  df-om 7584  df-1st 7692  df-2nd 7693  df-wrecs 7950  df-recs 8011  df-rdg 8049  df-1o 8105  df-oadd 8109  df-er 8292  df-map 8411  df-en 8513  df-dom 8514  df-sdom 8515  df-fin 8516  df-sup 8909  df-oi 8977  df-card 9371  df-pnf 10680  df-mnf 10681  df-xr 10682  df-ltxr 10683  df-le 10684  df-sub 10875  df-neg 10876  df-div 11301  df-nn 11642  df-2 11703  df-3 11704  df-n0 11901  df-z 11985  df-uz 12247  df-rp 12393  df-ico 12747  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-seq 13373  df-exp 13433  df-hash 13694  df-cj 14461  df-re 14462  df-im 14463  df-sqrt 14597  df-abs 14598  df-clim 14848  df-sum 15046  df-rrn 35108

This theorem is referenced by:  rrncmslem  35114  rrnequiv  35117