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

Theorem metdsre 22857
 Description: The distance from a point to a nonempty set in a proper metric space is a real number. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
metdscn.f 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
Assertion
Ref Expression
metdsre ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋𝑆 ≠ ∅) → 𝐹:𝑋⟶ℝ)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐷   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem metdsre
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 n0 4074 . . 3 (𝑆 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝑆)
2 metxmet 22340 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3 metdscn.f . . . . . . . . . 10 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ inf(ran (𝑦𝑆 ↦ (𝑥𝐷𝑦)), ℝ*, < ))
43metdsf 22852 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
52, 4sylan 489 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
65adantr 472 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
7 ffn 6206 . . . . . . 7 (𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) → 𝐹 Fn 𝑋)
86, 7syl 17 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) → 𝐹 Fn 𝑋)
95adantr 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
10 simprr 813 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → 𝑤𝑋)
119, 10ffvelrnd 6523 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ∈ (0[,]+∞))
12 elxrge0 12474 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑤) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐹𝑤) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐹𝑤)))
1312simplbi 478 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑤) ∈ (0[,]+∞) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ*)
1411, 13syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ*)
15 simpll 807 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
16 simpr 479 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → 𝑆𝑋)
1716sselda 3744 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) → 𝑧𝑋)
1817adantrr 755 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → 𝑧𝑋)
19 metcl 22338 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑧𝑋𝑤𝑋) → (𝑧𝐷𝑤) ∈ ℝ)
2015, 18, 10, 19syl3anc 1477 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝑧𝐷𝑤) ∈ ℝ)
2112simprbi 483 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑤) ∈ (0[,]+∞) → 0 ≤ (𝐹𝑤))
2211, 21syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → 0 ≤ (𝐹𝑤))
233metdsle 22856 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ≤ (𝑧𝐷𝑤))
242, 23sylanl1 685 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ≤ (𝑧𝐷𝑤))
25 xrrege0 12198 . . . . . . . . 9 ((((𝐹𝑤) ∈ ℝ* ∧ (𝑧𝐷𝑤) ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ (𝐹𝑤) ∧ (𝐹𝑤) ≤ (𝑧𝐷𝑤))) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
2614, 20, 22, 24, 25syl22anc 1478 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑧𝑆𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
2726anassrs 683 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) ∧ 𝑤𝑋) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
2827ralrimiva 3104 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) → ∀𝑤𝑋 (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
29 ffnfv 6551 . . . . . 6 (𝐹:𝑋⟶ℝ ↔ (𝐹 Fn 𝑋 ∧ ∀𝑤𝑋 (𝐹𝑤) ∈ ℝ))
308, 28, 29sylanbrc 701 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ 𝑧𝑆) → 𝐹:𝑋⟶ℝ)
3130ex 449 . . . 4 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑧𝑆𝐹:𝑋⟶ℝ))
3231exlimdv 2010 . . 3 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (∃𝑧 𝑧𝑆𝐹:𝑋⟶ℝ))
331, 32syl5bi 232 . 2 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (𝑆 ≠ ∅ → 𝐹:𝑋⟶ℝ))
34333impia 1110 1 ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋𝑆 ≠ ∅) → 𝐹:𝑋⟶ℝ)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   ∧ w3a 1072   = wceq 1632  ∃wex 1853   ∈ wcel 2139   ≠ wne 2932  ∀wral 3050   ⊆ wss 3715  ∅c0 4058   class class class wbr 4804   ↦ cmpt 4881  ran crn 5267   Fn wfn 6044  ⟶wf 6045  ‘cfv 6049  (class class class)co 6813  infcinf 8512  ℝcr 10127  0cc0 10128  +∞cpnf 10263  ℝ*cxr 10265   < clt 10266   ≤ cle 10267  [,]cicc 12371  ∞Metcxmt 19933  Metcme 19934 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  ax-pre-sup 10206 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-ec 7913  df-map 8025  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-sup 8513  df-inf 8514  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-icc 12375  df-psmet 19940  df-xmet 19941  df-met 19942  df-bl 19943 This theorem is referenced by:  metdscn2  22861  lebnumlem1  22961  lebnumlem3  22963
 Copyright terms: Public domain W3C validator