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

Theorem stdbdbl 22543
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 1257 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑅 ∈ ℝ*)
2 simpr1 1234 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑃𝑋)
32adantr 472 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑃𝑋)
4 simpr 479 . . . . . 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 22540 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ ℝ*𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
71, 3, 4, 6syl3anc 1477 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐷𝑧) = if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅))
87breq1d 4814 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
9 simplr3 1265 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆𝑅)
109biantrud 529 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
11 simpr2 1236 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝑆 ∈ ℝ*)
1211adantr 472 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑆 ∈ ℝ*)
13 simpl1 1228 . . . . . . . . . 10 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
1413adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
15 xmetcl 22357 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
1614, 3, 4, 15syl3anc 1477 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*)
17 xrlemin 12228 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ ℝ* ∧ (𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1812, 16, 1, 17syl3anc 1477 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ↔ (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ∧ 𝑆𝑅)))
1910, 18bitr4d 271 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2019notbid 307 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → (¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧) ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
21 xrltnle 10317 . . . . . 6 (((𝑃𝐶𝑧) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2216, 12, 21syl2anc 696 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑃𝐶𝑧)))
2316, 1ifcld 4275 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*)
24 xrltnle 10317 . . . . . 6 ((if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) ∈ ℝ*𝑆 ∈ ℝ*) → (if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅)))
2523, 12, 24syl2anc 696 . . . . 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 300 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐶𝑧) < 𝑆 ↔ if((𝑃𝐶𝑧) ≤ 𝑅, (𝑃𝐶𝑧), 𝑅) < 𝑆))
278, 26bitr4d 271 . . 3 ((((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) ∧ 𝑧𝑋) → ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑆 ↔ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆))
2827rabbidva 3328 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆} = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
295stdbdxmet 22541 . . . 4 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3029adantr 472 . . 3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
31 blval 22412 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
3230, 2, 11, 31syl3anc 1477 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐷)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑆})
33 blval 22412 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3413, 2, 11, 33syl3anc 1477 . 2 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑃𝑋𝑆 ∈ ℝ*𝑆𝑅)) → (𝑃(ball‘𝐶)𝑆) = {𝑧𝑋 ∣ (𝑃𝐶𝑧) < 𝑆})
3528, 32, 343eqtr4d 2804 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 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  {crab 3054  ifcif 4230   class class class wbr 4804  cfv 6049  (class class class)co 6814  cmpt2 6816  0cc0 10148  *cxr 10285   < clt 10286  cle 10287  ∞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-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  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
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 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-er 7913  df-map 8027  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  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-2 11291  df-rp 12046  df-xneg 12159  df-xadd 12160  df-xmul 12161  df-icc 12395  df-psmet 19960  df-xmet 19961  df-bl 19963
This theorem is referenced by:  stdbdmopn  22544  xlebnum  22985
  Copyright terms: Public domain W3C validator