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

Theorem stdbdbl 23415
Description: The standard bounded metric corresponding to 𝐶 generates the same balls as 𝐶 for radii less than 𝑅. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
stdbdmet.1 𝐷 = (𝑥𝑋, 𝑦𝑋 ↦ if((𝑥𝐶𝑦) ≤ 𝑅, (𝑥𝐶𝑦), 𝑅))
Assertion
Ref Expression
stdbdbl (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = (𝑃(ball‘𝐶)𝑆))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐶   𝑥,𝑃,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑥,𝑦)   𝑆(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem stdbdbl
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll2 1215 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
2 simpr1 1196 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑃𝑋)
32adantr 484 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑃𝑋)
4 simpr 488 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑧𝑋)
5 stdbdmet.1 . . . . . . 7 𝐷 = (𝑥𝑋, 𝑦𝑋 ↦ if((𝑥𝐶𝑦) ≤ 𝑅, (𝑥𝐶𝑦), 𝑅))
65stdbdmetval 23412 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ ℝ*𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
71, 3, 4, 6syl3anc 1373 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
87breq1d 5063 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
9 simplr3 1219 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆𝑅)
109biantrud 535 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
11 simpr2 1197 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑆 ∈ ℝ*)
1211adantr 484 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆 ∈ ℝ*)
13 simpl1 1193 . . . . . . . . . 10 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
1413adantr 484 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
15 xmetcl 23229 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
1614, 3, 4, 15syl3anc 1373 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
17 xrlemin 12774 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1812, 16, 1, 17syl3anc 1373 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1910, 18bitr4d 285 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2019notbid 321 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
21 xrltnle 10900 . . . . . 6 (((𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2216, 12, 21syl2anc 587 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2316, 1ifcld 4485 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*)
24 xrltnle 10900 . . . . . 6 ((if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → (if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2523, 12, 24syl2anc 587 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2620, 22, 253bitr4d 314 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
278, 26bitr4d 285 . . 3 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆))
2827rabbidva 3388 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆} = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
295stdbdxmet 23413 . . . 4 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3029adantr 484 . . 3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
31 blval 23284 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
3230, 2, 11, 31syl3anc 1373 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
33 blval 23284 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3413, 2, 11, 33syl3anc 1373 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3528, 32, 343eqtr4d 2787 1 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = (𝑃(ball‘𝐶)𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1089   = wceq 1543  wcel 2110  {crab 3065  ifcif 4439   class class class wbr 5053  cfv 6380  (class class class)co 7213  cmpo 7215  0cc0 10729  *cxr 10866   < clt 10867  cle 10868  ∞Metcxmet 20348  ballcbl 20350
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-op 4548  df-uni 4820  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-id 5455  df-po 5468  df-so 5469  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-er 8391  df-map 8510  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-div 11490  df-2 11893  df-rp 12587  df-xneg 12704  df-xadd 12705  df-xmul 12706  df-icc 12942  df-psmet 20355  df-xmet 20356  df-bl 20358
This theorem is referenced by:  stdbdmopn  23416  xlebnum  23862
  Copyright terms: Public domain W3C validator