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Theorem isbnd3 26383
Description: A metric space is bounded iff the metric function maps to some bounded real interval. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
isbnd3  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) ) )
Distinct variable groups:    x, M    x, X

Proof of Theorem isbnd3
Dummy variables  r 
y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bndmet 26380 . . 3  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
2 0re 9047 . . . . . 6  |-  0  e.  RR
3 ne0i 3594 . . . . . 6  |-  ( 0  e.  RR  ->  RR  =/=  (/) )
42, 3ax-mp 8 . . . . 5  |-  RR  =/=  (/)
5 metf 18313 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  M :
( X  X.  X
) --> RR )
6 ffn 5550 . . . . . . . . . 10  |-  ( M : ( X  X.  X ) --> RR  ->  M  Fn  ( X  X.  X ) )
75, 6syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  M  Fn  ( X  X.  X
) )
81, 7syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  M  Fn  ( X  X.  X
) )
98ad2antrr 707 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  M  Fn  ( X  X.  X ) )
101, 5syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  M :
( X  X.  X
) --> RR )
11 fdm 5554 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( M : ( X  X.  X ) --> RR  ->  dom 
M  =  ( X  X.  X ) )
1210, 11syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  dom  M  =  ( X  X.  X
) )
13 xpeq2 4852 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( X  =  (/)  ->  ( X  X.  X )  =  ( X  X.  (/) ) )
14 xp0 5250 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( X  X.  (/) )  =  (/)
1513, 14syl6eq 2452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( X  =  (/)  ->  ( X  X.  X )  =  (/) )
1612, 15sylan9eq 2456 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  dom  M  =  (/) )
1716adantr 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  dom  M  =  (/) )
18 dm0rn0 5045 . . . . . . . . 9  |-  ( dom 
M  =  (/)  <->  ran  M  =  (/) )
1917, 18sylib 189 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  ran  M  =  (/) )
20 0ss 3616 . . . . . . . 8  |-  (/)  C_  (
0 [,] x )
2119, 20syl6eqss 3358 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  ran  M  C_  (
0 [,] x ) )
22 df-f 5417 . . . . . . 7  |-  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  <->  ( M  Fn  ( X  X.  X
)  /\  ran  M  C_  ( 0 [,] x
) ) )
239, 21, 22sylanbrc 646 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
2423ralrimiva 2749 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  A. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
25 r19.2z 3677 . . . . 5  |-  ( ( RR  =/=  (/)  /\  A. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )
264, 24, 25sylancr 645 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
27 isbnd2 26382 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  <->  ( M  e.  ( * Met `  X
)  /\  E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) r ) ) )
2827simprbi 451 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  ->  E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) r ) )
29 2re 10025 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  RR
30 simprlr 740 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  r  e.  RR+ )
3130rpred 10604 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  r  e.  RR )
32 remulcl 9031 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  r  e.  RR )  ->  ( 2  x.  r
)  e.  RR )
3329, 31, 32sylancr 645 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  ( 2  x.  r )  e.  RR )
347adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  M  Fn  ( X  X.  X
) )
35 simpll 731 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
36 simprl 733 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  ->  x  e.  X )
37 simprr 734 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
z  e.  X )
38 metcl 18315 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  (
x M z )  e.  RR )
3935, 36, 37, 38syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x M z )  e.  RR )
40 metge0 18328 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  0  <_  ( x M z ) )
4135, 36, 37, 40syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
0  <_  ( x M z ) )
4233adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( 2  x.  r
)  e.  RR )
43 simprll 739 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  y  e.  X )
4443adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
y  e.  X )
45 metcl 18315 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  x  e.  X )  ->  (
y M x )  e.  RR )
4635, 44, 36, 45syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( y M x )  e.  RR )
47 metcl 18315 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  (
y M z )  e.  RR )
4835, 44, 37, 47syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( y M z )  e.  RR )
4946, 48readdcld 9071 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( ( y M x )  +  ( y M z ) )  e.  RR )
50 mettri2 18324 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
y  e.  X  /\  x  e.  X  /\  z  e.  X )
)  ->  ( x M z )  <_ 
( ( y M x )  +  ( y M z ) ) )
5135, 44, 36, 37, 50syl13anc 1186 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x M z )  <_  ( (
y M x )  +  ( y M z ) ) )
5231adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
r  e.  RR )
53 simplrr 738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  ->  X  =  ( y
( ball `  M )
r ) )
5436, 53eleqtrd 2480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  ->  x  e.  ( y
( ball `  M )
r ) )
55 metxmet 18317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  M  e.  ( * Met `  X
) )
5635, 55syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  ->  M  e.  ( * Met `  X ) )
57 rpxr 10575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e. 
RR* )
5857ad2antlr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) )  ->  r  e.  RR* )
5958ad2antlr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
r  e.  RR* )
60 elbl2 18373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( M  e.  ( * Met `  X
)  /\  r  e.  RR* )  /\  ( y  e.  X  /\  x  e.  X ) )  -> 
( x  e.  ( y ( ball `  M
) r )  <->  ( y M x )  < 
r ) )
6156, 59, 44, 36, 60syl22anc 1185 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x  e.  ( y ( ball `  M
) r )  <->  ( y M x )  < 
r ) )
6254, 61mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( y M x )  <  r )
6337, 53eleqtrd 2480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
z  e.  ( y ( ball `  M
) r ) )
64 elbl2 18373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( M  e.  ( * Met `  X
)  /\  r  e.  RR* )  /\  ( y  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( z  e.  ( y ( ball `  M
) r )  <->  ( y M z )  < 
r ) )
6556, 59, 44, 37, 64syl22anc 1185 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( z  e.  ( y ( ball `  M
) r )  <->  ( y M z )  < 
r ) )
6663, 65mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( y M z )  <  r )
6746, 48, 52, 52, 62, 66lt2addd 9604 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( ( y M x )  +  ( y M z ) )  <  ( r  +  r ) )
6852recnd 9070 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
r  e.  CC )
69682timesd 10166 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( 2  x.  r
)  =  ( r  +  r ) )
7067, 69breqtrrd 4198 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( ( y M x )  +  ( y M z ) )  <  ( 2  x.  r ) )
7139, 49, 42, 51, 70lelttrd 9184 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x M z )  <  ( 2  x.  r ) )
7239, 42, 71ltled 9177 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x M z )  <_  ( 2  x.  r ) )
73 elicc2 10931 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( 2  x.  r
)  e.  RR )  ->  ( ( x M z )  e.  ( 0 [,] (
2  x.  r ) )  <->  ( ( x M z )  e.  RR  /\  0  <_ 
( x M z )  /\  ( x M z )  <_ 
( 2  x.  r
) ) ) )
742, 42, 73sylancr 645 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( ( x M z )  e.  ( 0 [,] ( 2  x.  r ) )  <-> 
( ( x M z )  e.  RR  /\  0  <_  ( x M z )  /\  ( x M z )  <_  ( 2  x.  r ) ) ) )
7539, 41, 72, 74mpbir3and 1137 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) ) )  /\  ( x  e.  X  /\  z  e.  X ) )  -> 
( x M z )  e.  ( 0 [,] ( 2  x.  r ) ) )
7675ralrimivva 2758 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  A. x  e.  X  A. z  e.  X  ( x M z )  e.  ( 0 [,] (
2  x.  r ) ) )
77 ffnov 6133 . . . . . . . . . . 11  |-  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] ( 2  x.  r ) )  <->  ( M  Fn  ( X  X.  X
)  /\  A. x  e.  X  A. z  e.  X  ( x M z )  e.  ( 0 [,] (
2  x.  r ) ) ) )
7834, 76, 77sylanbrc 646 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] ( 2  x.  r
) ) )
79 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  ( 2  x.  r )  ->  (
0 [,] x )  =  ( 0 [,] ( 2  x.  r
) ) )
80 feq3 5537 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 0 [,] x )  =  ( 0 [,] ( 2  x.  r
) )  ->  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  <->  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] ( 2  x.  r
) ) ) )
8179, 80syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  ( 2  x.  r )  ->  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  <->  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] ( 2  x.  r
) ) ) )
8281rspcev 3012 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( 2  x.  r
)  e.  RR  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] ( 2  x.  r ) ) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )
8333, 78, 82syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
8483expr 599 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
y  e.  X  /\  r  e.  RR+ ) )  ->  ( X  =  ( y ( ball `  M ) r )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) ) )
8584rexlimdvva 2797 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) ) )
861, 85syl 16 . . . . . 6  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  ( E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) ) )
8786adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) ) )
8828, 87mpd 15 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
8926, 88pm2.61dane 2645 . . 3  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
901, 89jca 519 . 2  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) ) )
91 simpll 731 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )  ->  M  e.  ( Met `  X
) )
92 simpllr 736 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  x  e.  RR )
9391adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
94 simpr 448 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  y  e.  X )
95 met0 18326 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X )  ->  (
y M y )  =  0 )
9693, 94, 95syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y M y )  =  0 )
97 simplr 732 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )
9897, 94, 94fovrnd 6177 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y M y )  e.  ( 0 [,] x ) )
99 elicc2 10931 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( ( y M y )  e.  ( 0 [,] x )  <-> 
( ( y M y )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M y )  /\  ( y M y )  <_  x )
) )
1002, 92, 99sylancr 645 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( ( y M y )  e.  ( 0 [,] x )  <-> 
( ( y M y )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M y )  /\  ( y M y )  <_  x )
) )
10198, 100mpbid 202 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( ( y M y )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M y )  /\  ( y M y )  <_  x )
)
102101simp3d 971 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y M y )  <_  x )
10396, 102eqbrtrrd 4194 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  0  <_  x )
10492, 103ge0p1rpd 10630 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( x  +  1 )  e.  RR+ )
105 fovrn 6175 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  /\  y  e.  X  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  e.  ( 0 [,] x
) )
1061053expa 1153 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
)  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X )  ->  (
y M z )  e.  ( 0 [,] x ) )
107106adantlll 699 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  e.  ( 0 [,] x
) )
108 elicc2 10931 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( ( y M z )  e.  ( 0 [,] x )  <-> 
( ( y M z )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M z )  /\  ( y M z )  <_  x )
) )
1092, 92, 108sylancr 645 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( ( y M z )  e.  ( 0 [,] x )  <-> 
( ( y M z )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M z )  /\  ( y M z )  <_  x )
) )
110109adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( (
y M z )  e.  ( 0 [,] x )  <->  ( (
y M z )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M z )  /\  ( y M z )  <_  x ) ) )
111107, 110mpbid 202 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( (
y M z )  e.  RR  /\  0  <_  ( y M z )  /\  ( y M z )  <_  x ) )
112111simp1d 969 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  e.  RR )
11392adantr 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  x  e.  RR )
114 peano2re 9195 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  RR  ->  (
x  +  1 )  e.  RR )
11592, 114syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( x  +  1 )  e.  RR )
116115adantr 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( x  +  1 )  e.  RR )
117111simp3d 971 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  <_  x )
118113ltp1d 9897 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  x  <  ( x  +  1 ) )
119112, 113, 116, 117, 118lelttrd 9184 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) )
120119ralrimiva 2749 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  A. z  e.  X  ( y M z )  <  ( x  +  1 ) )
121 rabid2 2845 . . . . . . . . . 10  |-  ( X  =  { z  e.  X  |  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) }  <->  A. z  e.  X  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) )
122120, 121sylibr 204 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  X  =  { z  e.  X  |  ( y M z )  <  ( x  + 
1 ) } )
12393, 55syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  M  e.  ( * Met `  X ) )
124115rexrd 9090 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( x  +  1 )  e.  RR* )
125 blval 18369 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( * Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  ( x  +  1 )  e.  RR* )  ->  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) )  =  { z  e.  X  |  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) } )
126123, 94, 124, 125syl3anc 1184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) )  =  { z  e.  X  |  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) } )
127122, 126eqtr4d 2439 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  X  =  ( y ( ball `  M
) ( x  + 
1 ) ) )
128 oveq2 6048 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  ( x  + 
1 )  ->  (
y ( ball `  M
) r )  =  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) ) )
129128eqeq2d 2415 . . . . . . . . 9  |-  ( r  =  ( x  + 
1 )  ->  ( X  =  ( y
( ball `  M )
r )  <->  X  =  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) ) ) )
130129rspcev 3012 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x  +  1 )  e.  RR+  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
( x  +  1 ) ) )  ->  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r ) )
131104, 127, 130syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  E. r  e.  RR+  X  =  ( y (
ball `  M )
r ) )
132131ralrimiva 2749 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )  ->  A. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) r ) )
133 isbnd 26379 . . . . . 6  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  A. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) r ) ) )
13491, 132, 133sylanbrc 646 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )  ->  M  e.  ( Bnd `  X
) )
135134ex 424 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  ->  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) ) )
136135rexlimdva 2790 . . 3  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) ) )
137136imp 419 . 2  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) )
13890, 137impbii 181 1  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   A.wral 2666   E.wrex 2667   {crab 2670    C_ wss 3280   (/)c0 3588   class class class wbr 4172    X. cxp 4835   dom cdm 4837   ran crn 4838    Fn wfn 5408   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951   RR*cxr 9075    < clt 9076    <_ cle 9077   2c2 10005   RR+crp 10568   [,]cicc 10875   * Metcxmt 16641   Metcme 16642   ballcbl 16643   Bndcbnd 26366
This theorem is referenced by:  isbnd3b  26384  prdsbnd  26392
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-er 6864  df-ec 6866  df-map 6979  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-2 10014  df-rp 10569  df-xneg 10666  df-xadd 10667  df-xmul 10668  df-icc 10879  df-psmet 16649  df-xmet 16650  df-met 16651  df-bl 16652  df-bnd 26378
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