Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  blval2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem blval2 22568
 Description: The ball around a point 𝑃, alternative definition. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2017.) (Revised by Thierry Arnoux, 11-Mar-2018.)
Assertion
Ref Expression
blval2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}))

Proof of Theorem blval2
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rpxr 12033 . . 3 (𝑅 ∈ ℝ+𝑅 ∈ ℝ*)
2 blvalps 22391 . . 3 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
31, 2syl3an3 1170 . 2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
4 nfv 1992 . . 3 𝑥(𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+)
5 nfcv 2902 . . 3 𝑥((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃})
6 nfrab1 3261 . . 3 𝑥{𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅}
7 psmetf 22312 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → 𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*)
8 ffn 6206 . . . . . . 7 (𝐷:(𝑋 × 𝑋)⟶ℝ*𝐷 Fn (𝑋 × 𝑋))
9 elpreima 6500 . . . . . . 7 (𝐷 Fn (𝑋 × 𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
107, 8, 93syl 18 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
11103ad2ant1 1128 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))))
12 opelxp 5303 . . . . . . . . . 10 (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ (𝑃𝑋𝑥𝑋))
1312baib 982 . . . . . . . . 9 (𝑃𝑋 → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
14133ad2ant2 1129 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
1514biimpd 219 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) → 𝑥𝑋))
1615adantrd 485 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) → 𝑥𝑋))
17 simprl 811 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)) → 𝑥𝑋)
1817ex 449 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) → 𝑥𝑋))
19 simpl2 1230 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑃𝑋)
2019, 13syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ↔ 𝑥𝑋))
21 df-ov 6816 . . . . . . . . . 10 (𝑃𝐷𝑥) = (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩)
2221eleq1i 2830 . . . . . . . . 9 ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅))
23 0xr 10278 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ*
24 simpl3 1232 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ+)
2524rpxrd 12066 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
26 elico1 12411 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
2723, 25, 26sylancr 698 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
28 simpl1 1228 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋))
29 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑥𝑋)
30 psmetcl 22313 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
3128, 19, 29, 30syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ*)
32 psmetge0 22318 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑥𝑋) → 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥))
3328, 19, 29, 32syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥))
3431, 33jca 555 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)))
3534biantrurd 530 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) < 𝑅 ↔ (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
36 df-3an 1074 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ↔ (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥)) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3735, 36syl6rbbr 279 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → (((𝑃𝐷𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝑃𝐷𝑥) ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3827, 37bitrd 268 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑃𝐷𝑥) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
3922, 38syl5bbr 274 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅) ↔ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
4020, 39anbi12d 749 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥𝑋) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
4140ex 449 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥𝑋 → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))))
4216, 18, 41pm5.21ndd 368 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝑋 × 𝑋) ∧ (𝐷‘⟨𝑃, 𝑥⟩) ∈ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
4311, 42bitrd 268 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅)) ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
44 vex 3343 . . . . . 6 𝑥 ∈ V
45 elimasng 5649 . . . . . 6 ((𝑃𝑋𝑥 ∈ V) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
4644, 45mpan2 709 . . . . 5 (𝑃𝑋 → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
47463ad2ant2 1129 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ ⟨𝑃, 𝑥⟩ ∈ (𝐷 “ (0[,)𝑅))))
48 rabid 3254 . . . . 5 (𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅} ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅))
4948a1i 11 . . . 4 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅} ↔ (𝑥𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅)))
5043, 47, 493bitr4d 300 . . 3 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑥 ∈ ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) ↔ 𝑥 ∈ {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅}))
514, 5, 6, 50eqrd 3763 . 2 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}) = {𝑥𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑥) < 𝑅})
523, 51eqtr4d 2797 1 ((𝐷 ∈ (PsMet‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑅 ∈ ℝ+) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑅) = ((𝐷 “ (0[,)𝑅)) “ {𝑃}))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1072   = wceq 1632   ∈ wcel 2139  {crab 3054  Vcvv 3340  {csn 4321  ⟨cop 4327   class class class wbr 4804   × cxp 5264  ◡ccnv 5265   “ cima 5269   Fn wfn 6044  ⟶wf 6045  ‘cfv 6049  (class class class)co 6813  0cc0 10128  ℝ*cxr 10265   < clt 10266   ≤ cle 10267  ℝ+crp 12025  [,)cico 12370  PsMetcpsmet 19932  ballcbl 19935 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-id 5174  df-po 5187  df-so 5188  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-er 7911  df-map 8025  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-2 11271  df-rp 12026  df-xneg 12139  df-xadd 12140  df-xmul 12141  df-ico 12374  df-psmet 19940  df-bl 19943 This theorem is referenced by:  elbl4  22569  metustbl  22572  psmetutop  22573
 Copyright terms: Public domain W3C validator