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Theorem bldisj 21344
Description: Two balls are disjoint if the center-to-center distance is more than the sum of the radii. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Dec-2013.)
Assertion
Ref Expression
bldisj  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( P ( ball `  D
) R )  i^i  ( Q ( ball `  D ) S ) )  =  (/) )

Proof of Theorem bldisj
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr3 1013 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( R +e S )  <_ 
( P D Q ) )
2 simpr1 1011 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  R  e.  RR* )
3 simpr2 1012 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  S  e.  RR* )
42, 3xaddcld 11587 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( R +e S )  e. 
RR* )
5 xmetcl 21277 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  ->  ( P D Q )  e.  RR* )
65adantr 466 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( P D Q )  e.  RR* )
7 xrlenlt 9698 . . . . 5  |-  ( ( ( R +e
S )  e.  RR*  /\  ( P D Q )  e.  RR* )  ->  ( ( R +e S )  <_ 
( P D Q )  <->  -.  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
84, 6, 7syl2anc 665 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( R +e S )  <_  ( P D Q )  <->  -.  ( P D Q )  < 
( R +e
S ) ) )
91, 8mpbid 213 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  -.  ( P D Q )  <  ( R +e S ) )
10 elin 3655 . . . 4  |-  ( x  e.  ( ( P ( ball `  D
) R )  i^i  ( Q ( ball `  D ) S ) )  <->  ( x  e.  ( P ( ball `  D ) R )  /\  x  e.  ( Q ( ball `  D
) S ) ) )
11 simpl1 1008 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  D  e.  ( *Met `  X
) )
12 simpl2 1009 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  P  e.  X
)
13 elbl 21334 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  R  e.  RR* )  ->  ( x  e.  ( P ( ball `  D
) R )  <->  ( x  e.  X  /\  ( P D x )  < 
R ) ) )
1411, 12, 2, 13syl3anc 1264 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( x  e.  ( P ( ball `  D ) R )  <-> 
( x  e.  X  /\  ( P D x )  <  R ) ) )
15 simpl3 1010 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  Q  e.  X
)
16 elbl 21334 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Q  e.  X  /\  S  e.  RR* )  ->  ( x  e.  ( Q ( ball `  D
) S )  <->  ( x  e.  X  /\  ( Q D x )  < 
S ) ) )
1711, 15, 3, 16syl3anc 1264 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( x  e.  ( Q ( ball `  D ) S )  <-> 
( x  e.  X  /\  ( Q D x )  <  S ) ) )
1814, 17anbi12d 715 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( x  e.  ( P (
ball `  D ) R )  /\  x  e.  ( Q ( ball `  D ) S ) )  <->  ( ( x  e.  X  /\  ( P D x )  < 
R )  /\  (
x  e.  X  /\  ( Q D x )  <  S ) ) ) )
19 anandi 835 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  X  /\  ( ( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  <  S ) )  <->  ( ( x  e.  X  /\  ( P D x )  < 
R )  /\  (
x  e.  X  /\  ( Q D x )  <  S ) ) )
2018, 19syl6bbr 266 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( x  e.  ( P (
ball `  D ) R )  /\  x  e.  ( Q ( ball `  D ) S ) )  <->  ( x  e.  X  /\  ( ( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  < 
S ) ) ) )
2111adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  D  e.  ( *Met `  X
) )
2212adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  P  e.  X )
23 simpr 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  x  e.  X )
24 xmetcl 21277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  x  e.  X
)  ->  ( P D x )  e. 
RR* )
2521, 22, 23, 24syl3anc 1264 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( P D x )  e. 
RR* )
2615adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  Q  e.  X )
27 xmetcl 21277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Q  e.  X  /\  x  e.  X
)  ->  ( Q D x )  e. 
RR* )
2821, 26, 23, 27syl3anc 1264 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( Q D x )  e. 
RR* )
292adantr 466 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  R  e.  RR* )
303adantr 466 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  S  e.  RR* )
31 xlt2add 11546 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( P D x )  e.  RR*  /\  ( Q D x )  e.  RR* )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR* )
)  ->  ( (
( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  <  S )  -> 
( ( P D x ) +e
( Q D x ) )  <  ( R +e S ) ) )
3225, 28, 29, 30, 31syl22anc 1265 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  <  S )  -> 
( ( P D x ) +e
( Q D x ) )  <  ( R +e S ) ) )
33 xmettri3 21299 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( P  e.  X  /\  Q  e.  X  /\  x  e.  X ) )  -> 
( P D Q )  <_  ( ( P D x ) +e ( Q D x ) ) )
3421, 22, 26, 23, 33syl13anc 1266 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( P D Q )  <_  (
( P D x ) +e ( Q D x ) ) )
356adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( P D Q )  e.  RR* )
3625, 28xaddcld 11587 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( ( P D x ) +e ( Q D x ) )  e. 
RR* )
374adantr 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( R +e S )  e.  RR* )
38 xrlelttr 11453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( P D Q )  e.  RR*  /\  (
( P D x ) +e ( Q D x ) )  e.  RR*  /\  ( R +e S )  e.  RR* )  ->  (
( ( P D Q )  <_  (
( P D x ) +e ( Q D x ) )  /\  ( ( P D x ) +e ( Q D x ) )  <  ( R +e S ) )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
3935, 36, 37, 38syl3anc 1264 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( P D Q )  <_  ( ( P D x ) +e ( Q D x ) )  /\  ( ( P D x ) +e
( Q D x ) )  <  ( R +e S ) )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
4034, 39mpand 679 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( P D x ) +e ( Q D x ) )  <  ( R +e S )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
4132, 40syld 45 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X )  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e.  RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  <  S )  -> 
( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
4241expimpd 606 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( x  e.  X  /\  (
( P D x )  <  R  /\  ( Q D x )  <  S ) )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
4320, 42sylbid 218 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( x  e.  ( P (
ball `  D ) R )  /\  x  e.  ( Q ( ball `  D ) S ) )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
4410, 43syl5bi 220 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( x  e.  ( ( P (
ball `  D ) R )  i^i  ( Q ( ball `  D
) S ) )  ->  ( P D Q )  <  ( R +e S ) ) )
459, 44mtod 180 . 2  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  -.  x  e.  ( ( P (
ball `  D ) R )  i^i  ( Q ( ball `  D
) S ) ) )
4645eq0rdv 3803 1  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  P  e.  X  /\  Q  e.  X
)  /\  ( R  e.  RR*  /\  S  e. 
RR*  /\  ( R +e S )  <_  ( P D Q ) ) )  ->  ( ( P ( ball `  D
) R )  i^i  ( Q ( ball `  D ) S ) )  =  (/) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 187    /\ wa 370    /\ w3a 982    = wceq 1437    e. wcel 1870    i^i cin 3441   (/)c0 3767   class class class wbr 4426   ` cfv 5601  (class class class)co 6305   RR*cxr 9673    < clt 9674    <_ cle 9675   +ecxad 11407   *Metcxmt 18890   ballcbl 18892
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1665  ax-4 1678  ax-5 1751  ax-6 1797  ax-7 1841  ax-8 1872  ax-9 1874  ax-10 1889  ax-11 1894  ax-12 1907  ax-13 2055  ax-ext 2407  ax-sep 4548  ax-nul 4556  ax-pow 4603  ax-pr 4661  ax-un 6597  ax-cnex 9594  ax-resscn 9595  ax-1cn 9596  ax-icn 9597  ax-addcl 9598  ax-addrcl 9599  ax-mulcl 9600  ax-mulrcl 9601  ax-mulcom 9602  ax-addass 9603  ax-mulass 9604  ax-distr 9605  ax-i2m1 9606  ax-1ne0 9607  ax-1rid 9608  ax-rnegex 9609  ax-rrecex 9610  ax-cnre 9611  ax-pre-lttri 9612  ax-pre-lttrn 9613  ax-pre-ltadd 9614
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3or 983  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1660  df-nf 1664  df-sb 1790  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2415  df-cleq 2421  df-clel 2424  df-nfc 2579  df-ne 2627  df-nel 2628  df-ral 2787  df-rex 2788  df-reu 2789  df-rab 2791  df-v 3089  df-sbc 3306  df-csb 3402  df-dif 3445  df-un 3447  df-in 3449  df-ss 3456  df-nul 3768  df-if 3916  df-pw 3987  df-sn 4003  df-pr 4005  df-op 4009  df-uni 4223  df-iun 4304  df-br 4427  df-opab 4485  df-mpt 4486  df-id 4769  df-po 4775  df-so 4776  df-xp 4860  df-rel 4861  df-cnv 4862  df-co 4863  df-dm 4864  df-rn 4865  df-res 4866  df-ima 4867  df-iota 5565  df-fun 5603  df-fn 5604  df-f 5605  df-f1 5606  df-fo 5607  df-f1o 5608  df-fv 5609  df-riota 6267  df-ov 6308  df-oprab 6309  df-mpt2 6310  df-1st 6807  df-2nd 6808  df-er 7371  df-map 7482  df-en 7578  df-dom 7579  df-sdom 7580  df-pnf 9676  df-mnf 9677  df-xr 9678  df-ltxr 9679  df-le 9680  df-sub 9861  df-neg 9862  df-xneg 11409  df-xadd 11410  df-psmet 18897  df-xmet 18898  df-bl 18900
This theorem is referenced by:  bl2in  21346  blcld  21451  methaus  21466  metnrmlem3  21789  cntotbnd  31832  heiborlem6  31852
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