Theorem ssblex 23581

Description: A nested ball exists whose radius is less than any desired amount. (Contributed by NM, 20-Sep-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 12-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
ssblex	⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥 < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)𝑥) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐷   𝑥,𝑅   𝑥,𝑃   𝑥,𝑆   𝑥,𝑋

Proof of Theorem ssblex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 768	. . . 4 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 𝑅 ∈ ℝ+)
2	1	rphalfcld 12784	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (𝑅 / 2) ∈ ℝ+)
3		simprr 770	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 𝑆 ∈ ℝ+)
4	2, 3	ifcld 4505	. 2 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ∈ ℝ+)
5	4	rpred 12772	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ∈ ℝ)
6	2	rpred 12772	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (𝑅 / 2) ∈ ℝ)
7	1	rpred 12772	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 𝑅 ∈ ℝ)
8	3	rpred 12772	. . . 4 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 𝑆 ∈ ℝ)
9		min1 12923	. . . 4 ⊢ (((𝑅 / 2) ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ≤ (𝑅 / 2))
10	6, 8, 9	syl2anc 584	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ≤ (𝑅 / 2))
11	1	rpgt0d 12775	. . . 4 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 0 < 𝑅)
12		halfpos 12203	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ ℝ → (0 < 𝑅 ↔ (𝑅 / 2) < 𝑅))
13	7, 12	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (0 < 𝑅 ↔ (𝑅 / 2) < 𝑅))
14	11, 13	mpbid 231	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (𝑅 / 2) < 𝑅)
15	5, 6, 7, 10, 14	lelttrd 11133	. 2 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) < 𝑅)
16		simpl 483	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋))
17	4	rpxrd 12773	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ∈ ℝ*)
18	3	rpxrd 12773	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → 𝑆 ∈ ℝ*)
19		min2 12924	. . . 4 ⊢ (((𝑅 / 2) ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ≤ 𝑆)
20	6, 8, 19	syl2anc 584	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ≤ 𝑆)
21		ssbl 23576	. . 3 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ∈ ℝ* ∧ 𝑆 ∈ ℝ*) ∧ if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ≤ 𝑆) → (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆))
22	16, 17, 18, 20, 21	syl121anc 1374	. 2 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆))
23		breq1 5077	. . . 4 ⊢ (𝑥 = if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) → (𝑥 < 𝑅 ↔ if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) < 𝑅))
24		oveq2 7283	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑥) = (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)))
25	24	sseq1d 3952	. . . 4 ⊢ (𝑥 = if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) → ((𝑃(ball‘𝐷)𝑥) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) ↔ (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆)))
26	23, 25	anbi12d 631	. . 3 ⊢ (𝑥 = if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) → ((𝑥 < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)𝑥) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆)) ↔ (if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆))))
27	26	rspcev 3561	. 2 ⊢ ((if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) ∈ ℝ+ ∧ (if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆) < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)if((𝑅 / 2) ≤ 𝑆, (𝑅 / 2), 𝑆)) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆))) → ∃𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥 < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)𝑥) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆)))
28	4, 15, 22, 27	syl12anc 834	1 ⊢ (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑆 ∈ ℝ+)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥 < 𝑅 ∧ (𝑃(ball‘𝐷)𝑥) ⊆ (𝑃(ball‘𝐷)𝑆)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3065   ⊆ wss 3887  ifcif 4459   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  ℝcr 10870  0cc0 10871  ℝ^*cxr 11008   < clt 11009   ≤ cle 11010   / cdiv 11632  2c2 12028  ℝ⁺crp 12730  ∞Metcxmet 20582  ballcbl 20584

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  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 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-id 5489  df-po 5503  df-so 5504  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-2 12036  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-psmet 20589  df-xmet 20590  df-bl 20592

This theorem is referenced by:  mopni3  23650