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

Theorem stdbdbl 24546
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 1212 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
2 simpr1 1193 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑃𝑋)
32adantr 480 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑃𝑋)
4 simpr 484 . . . . . 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 24543 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ ℝ*𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
71, 3, 4, 6syl3anc 1370 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
87breq1d 5158 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
9 simplr3 1216 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆𝑅)
109biantrud 531 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
11 simpr2 1194 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑆 ∈ ℝ*)
1211adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆 ∈ ℝ*)
13 simpl1 1190 . . . . . . . . . 10 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
1413adantr 480 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
15 xmetcl 24357 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
1614, 3, 4, 15syl3anc 1370 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
17 xrlemin 13223 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1812, 16, 1, 17syl3anc 1370 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1910, 18bitr4d 282 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2019notbid 318 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
21 xrltnle 11326 . . . . . 6 (((𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2216, 12, 21syl2anc 584 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2316, 1ifcld 4577 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*)
24 xrltnle 11326 . . . . . 6 ((if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → (if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2523, 12, 24syl2anc 584 . . . . 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 311 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
278, 26bitr4d 282 . . 3 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆))
2827rabbidva 3440 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆} = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
295stdbdxmet 24544 . . . 4 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3029adantr 480 . . 3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
31 blval 24412 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
3230, 2, 11, 31syl3anc 1370 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
33 blval 24412 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3413, 2, 11, 33syl3anc 1370 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3528, 32, 343eqtr4d 2785 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 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  {crab 3433  ifcif 4531   class class class wbr 5148  cfv 6563  (class class class)co 7431  cmpo 7433  0cc0 11153  *cxr 11292   < clt 11293  cle 11294  ∞Metcxmet 21367  ballcbl 21369
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5583  df-po 5597  df-so 5598  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-2 12327  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-icc 13391  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-bl 21377
This theorem is referenced by:  stdbdmopn  24547  xlebnum  25011
  Copyright terms: Public domain W3C validator