MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  imasf1obl Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem imasf1obl 22514
Description: The image of a metric space ball. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
imasf1obl.u (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
imasf1obl.v (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
imasf1obl.f (𝜑𝐹:𝑉1-1-onto𝐵)
imasf1obl.r (𝜑𝑅𝑍)
imasf1obl.e 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
imasf1obl.d 𝐷 = (dist‘𝑈)
imasf1obl.m (𝜑𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
imasf1obl.x (𝜑𝑃𝑉)
imasf1obl.s (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
Assertion
Ref Expression
imasf1obl (𝜑 → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)))

Proof of Theorem imasf1obl
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasf1obl.f . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹:𝑉1-1-onto𝐵)
2 f1ocnvfv2 6697 . . . . . . . . . 10 ((𝐹:𝑉1-1-onto𝐵𝑥𝐵) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
31, 2sylan 489 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
43oveq2d 6830 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐵) → ((𝐹𝑃)𝐷(𝐹‘(𝐹𝑥))) = ((𝐹𝑃)𝐷𝑥))
5 imasf1obl.u . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑈 = (𝐹s 𝑅))
65adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑈 = (𝐹s 𝑅))
7 imasf1obl.v . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
87adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑉 = (Base‘𝑅))
91adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝐹:𝑉1-1-onto𝐵)
10 imasf1obl.r . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅𝑍)
1110adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑅𝑍)
12 imasf1obl.e . . . . . . . . 9 𝐸 = ((dist‘𝑅) ↾ (𝑉 × 𝑉))
13 imasf1obl.d . . . . . . . . 9 𝐷 = (dist‘𝑈)
14 imasf1obl.m . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
1514adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉))
16 imasf1obl.x . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃𝑉)
1716adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑃𝑉)
18 f1ocnv 6311 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑉1-1-onto𝐵𝐹:𝐵1-1-onto𝑉)
191, 18syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:𝐵1-1-onto𝑉)
20 f1of 6299 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝐵1-1-onto𝑉𝐹:𝐵𝑉)
2119, 20syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹:𝐵𝑉)
2221ffvelrnda 6523 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑉)
236, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 17, 22imasdsf1o 22400 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐵) → ((𝐹𝑃)𝐷(𝐹‘(𝐹𝑥))) = (𝑃𝐸(𝐹𝑥)))
244, 23eqtr3d 2796 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐵) → ((𝐹𝑃)𝐷𝑥) = (𝑃𝐸(𝐹𝑥)))
2524breq1d 4814 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵) → (((𝐹𝑃)𝐷𝑥) < 𝑆 ↔ (𝑃𝐸(𝐹𝑥)) < 𝑆))
26 imasf1obl.s . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
2726adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑆 ∈ ℝ*)
28 elbl2 22416 . . . . . . 7 (((𝐸 ∈ (∞Met‘𝑉) ∧ 𝑆 ∈ ℝ*) ∧ (𝑃𝑉 ∧ (𝐹𝑥) ∈ 𝑉)) → ((𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆) ↔ (𝑃𝐸(𝐹𝑥)) < 𝑆))
2915, 27, 17, 22, 28syl22anc 1478 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵) → ((𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆) ↔ (𝑃𝐸(𝐹𝑥)) < 𝑆))
3025, 29bitr4d 271 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐵) → (((𝐹𝑃)𝐷𝑥) < 𝑆 ↔ (𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)))
3130pm5.32da 676 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥𝐵 ∧ ((𝐹𝑃)𝐷𝑥) < 𝑆) ↔ (𝑥𝐵 ∧ (𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆))))
325, 7, 1, 10, 12, 13, 14imasf1oxmet 22401 . . . . 5 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵))
33 f1of 6299 . . . . . . 7 (𝐹:𝑉1-1-onto𝐵𝐹:𝑉𝐵)
341, 33syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐹:𝑉𝐵)
3534, 16ffvelrnd 6524 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑃) ∈ 𝐵)
36 elbl 22414 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝐵) ∧ (𝐹𝑃) ∈ 𝐵𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑥 ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) ↔ (𝑥𝐵 ∧ ((𝐹𝑃)𝐷𝑥) < 𝑆)))
3732, 35, 26, 36syl3anc 1477 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) ↔ (𝑥𝐵 ∧ ((𝐹𝑃)𝐷𝑥) < 𝑆)))
38 f1ofn 6300 . . . . 5 (𝐹:𝐵1-1-onto𝑉𝐹 Fn 𝐵)
39 elpreima 6501 . . . . 5 (𝐹 Fn 𝐵 → (𝑥 ∈ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)) ↔ (𝑥𝐵 ∧ (𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆))))
4019, 38, 393syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)) ↔ (𝑥𝐵 ∧ (𝐹𝑥) ∈ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆))))
4131, 37, 403bitr4d 300 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) ↔ 𝑥 ∈ (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆))))
4241eqrdv 2758 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)))
43 imacnvcnv 5757 . 2 (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆))
4442, 43syl6eq 2810 1 (𝜑 → ((𝐹𝑃)(ball‘𝐷)𝑆) = (𝐹 “ (𝑃(ball‘𝐸)𝑆)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139   class class class wbr 4804   × cxp 5264  ccnv 5265  cres 5268  cima 5269   Fn wfn 6044  wf 6045  1-1-ontowf1o 6048  cfv 6049  (class class class)co 6814  *cxr 10285   < clt 10286  Basecbs 16079  distcds 16172  s cimas 16386  ∞Metcxmt 19953  ballcbl 19955
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-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
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-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  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-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  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-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-of 7063  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-supp 7465  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-map 8027  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-fsupp 8443  df-sup 8515  df-inf 8516  df-oi 8582  df-card 8975  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-4 11293  df-5 11294  df-6 11295  df-7 11296  df-8 11297  df-9 11298  df-n0 11505  df-z 11590  df-dec 11706  df-uz 11900  df-rp 12046  df-xneg 12159  df-xadd 12160  df-xmul 12161  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-seq 13016  df-hash 13332  df-struct 16081  df-ndx 16082  df-slot 16083  df-base 16085  df-sets 16086  df-ress 16087  df-plusg 16176  df-mulr 16177  df-sca 16179  df-vsca 16180  df-ip 16181  df-tset 16182  df-ple 16183  df-ds 16186  df-0g 16324  df-gsum 16325  df-xrs 16384  df-imas 16390  df-mre 16468  df-mrc 16469  df-acs 16471  df-mgm 17463  df-sgrp 17505  df-mnd 17516  df-submnd 17557  df-mulg 17762  df-cntz 17970  df-cmn 18415  df-psmet 19960  df-xmet 19961  df-bl 19963
This theorem is referenced by:  imasf1oxms  22515
  Copyright terms: Public domain W3C validator