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Theorem isbnd3 28636
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 28633 . . 3  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
2 0re 9378 . . . . . 6  |-  0  e.  RR
3 ne0i 3638 . . . . . 6  |-  ( 0  e.  RR  ->  RR  =/=  (/) )
42, 3ax-mp 5 . . . . 5  |-  RR  =/=  (/)
5 metf 19880 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  M :
( X  X.  X
) --> RR )
6 ffn 5554 . . . . . . . . . 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 725 . . . . . . 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 5558 . . . . . . . . . . . 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 4850 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( X  =  (/)  ->  ( X  X.  X )  =  ( X  X.  (/) ) )
14 xp0 5251 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( X  X.  (/) )  =  (/)
1513, 14syl6eq 2486 . . . . . . . . . . 11  |-  ( X  =  (/)  ->  ( X  X.  X )  =  (/) )
1612, 15sylan9eq 2490 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  dom  M  =  (/) )
1716adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  dom  M  =  (/) )
18 dm0rn0 5051 . . . . . . . . 9  |-  ( dom 
M  =  (/)  <->  ran  M  =  (/) )
1917, 18sylib 196 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  ran  M  =  (/) )
20 0ss 3661 . . . . . . . 8  |-  (/)  C_  (
0 [,] x )
2119, 20syl6eqss 3401 . . . . . . 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 664 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  /\  x  e.  RR )  ->  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
2423ralrimiva 2794 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  A. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
25 r19.2z 3764 . . . . 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 663 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =  (/) )  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
27 isbnd2 28635 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  <->  ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r ) ) )
2827simprbi 464 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( Bnd `  X )  /\  X  =/=  (/) )  ->  E. y  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) r ) )
29 2re 10383 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  RR
30 simprlr 762 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  r  e.  RR+ )
3130rpred 11019 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  r  e.  RR )
32 remulcl 9359 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  r  e.  RR )  ->  ( 2  x.  r
)  e.  RR )
3329, 31, 32sylancr 663 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  ( 2  x.  r )  e.  RR )
347adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  M  Fn  ( X  X.  X
) )
35 simpll 753 . . . . . . . . . . . . . 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 755 . . . . . . . . . . . . . 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 756 . . . . . . . . . . . . . 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 19882 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  (
x M z )  e.  RR )
3935, 36, 37, 38syl3anc 1218 . . . . . . . . . . . . 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 19895 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  0  <_  ( x M z ) )
4135, 36, 37, 40syl3anc 1218 . . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . . . 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 761 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  (
( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) ) )  ->  y  e.  X )
4443adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19882 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  x  e.  X )  ->  (
y M x )  e.  RR )
4635, 44, 36, 45syl3anc 1218 . . . . . . . . . . . . . . . 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 19882 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  z  e.  X )  ->  (
y M z )  e.  RR )
4835, 44, 37, 47syl3anc 1218 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9405 . . . . . . . . . . . . . . 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 19891 . . . . . . . . . . . . . . . 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 1220 . . . . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2514 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19884 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10990 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e. 
RR* )
5857ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( y  e.  X  /\  r  e.  RR+ )  /\  X  =  (
y ( ball `  M
) r ) )  ->  r  e.  RR* )
5958ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 210 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2514 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1219 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 210 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9953 . . . . . . . . . . . . . . . 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 9404 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10559 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4313 . . . . . . . . . . . . . . 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 9521 . . . . . . . . . . . . . 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 9514 . . . . . . . . . . . . 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 11352 . . . . . . . . . . . . . 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 663 . . . . . . . . . . . . 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 1171 . . . . . . . . . . . 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 2803 . . . . . . . . . . 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 6189 . . . . . . . . . . 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 664 . . . . . . . . . 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 6094 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  ( 2  x.  r )  ->  (
0 [,] x )  =  ( 0 [,] ( 2  x.  r
) ) )
80 feq3 5539 . . . . . . . . . . . 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 3068 . . . . . . . . . 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 661 . . . . . . . . 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 615 . . . . . . . 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 2843 . . . . . . 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 465 . . . . 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 2684 . . 3  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )
901, 89jca 532 . 2  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) ) )
91 simpll 753 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )  ->  M  e.  ( Met `  X
) )
92 simpllr 758 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  x  e.  RR )
9391adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
94 simpr 461 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  y  e.  X )
95 met0 19893 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X )  ->  (
y M y )  =  0 )
9693, 94, 95syl2anc 661 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y M y )  =  0 )
97 simplr 754 . . . . . . . . . . . . 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 6230 . . . . . . . . . . . 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 11352 . . . . . . . . . . . . 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 663 . . . . . . . . . . . 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 210 . . . . . . . . . . 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 1002 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( y M y )  <_  x )
10396, 102eqbrtrrd 4309 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  0  <_  x )
10492, 103ge0p1rpd 11045 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( x  +  1 )  e.  RR+ )
105 fovrn 6228 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  /\  y  e.  X  /\  z  e.  X
)  ->  ( y M z )  e.  ( 0 [,] x
) )
1061053expa 1187 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
)  /\  y  e.  X )  /\  z  e.  X )  ->  (
y M z )  e.  ( 0 [,] x ) )
107106adantlll 717 . . . . . . . . . . . . . 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 11352 . . . . . . . . . . . . . . . 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 663 . . . . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . . . 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 210 . . . . . . . . . . . . 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 1000 . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . 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 9534 . . . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . 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 1002 . . . . . . . . . . . 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 10255 . . . . . . . . . . . 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 9521 . . . . . . . . . . 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 2794 . . . . . . . . . 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 2893 . . . . . . . . . 10  |-  ( X  =  { z  e.  X  |  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) }  <->  A. z  e.  X  ( y M z )  < 
( x  +  1 ) )
122120, 121sylibr 212 . . . . . . . . 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 9425 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  x  e.  RR )  /\  M :
( X  X.  X
) --> ( 0 [,] x ) )  /\  y  e.  X )  ->  ( x  +  1 )  e.  RR* )
125 blval 19936 . . . . . . . . . 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 1218 . . . . . . . . 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 2473 . . . . . . . 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 6094 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  ( x  + 
1 )  ->  (
y ( ball `  M
) r )  =  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) ) )
129128eqeq2d 2449 . . . . . . . . 9  |-  ( r  =  ( x  + 
1 )  ->  ( X  =  ( y
( ball `  M )
r )  <->  X  =  ( y ( ball `  M ) ( x  +  1 ) ) ) )
130129rspcev 3068 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x  +  1 )  e.  RR+  /\  X  =  ( y (
ball `  M )
( x  +  1 ) ) )  ->  E. r  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) r ) )
131104, 127, 130syl2anc 661 . . . . . . 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 2794 . . . . . 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 28632 . . . . . 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 664 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  /\  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) )  ->  M  e.  ( Bnd `  X
) )
135134ex 434 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  RR )  ->  ( M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) ) )
136135rexlimdva 2836 . . 3  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) ) )
137136imp 429 . 2  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x ) )  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) )
13890, 137impbii 188 1  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  E. x  e.  RR  M : ( X  X.  X ) --> ( 0 [,] x
) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756    =/= wne 2601   A.wral 2710   E.wrex 2711   {crab 2714    C_ wss 3323   (/)c0 3632   class class class wbr 4287    X. cxp 4833   dom cdm 4835   ran crn 4836    Fn wfn 5408   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6086   RRcr 9273   0cc0 9274   1c1 9275    + caddc 9277    x. cmul 9279   RR*cxr 9409    < clt 9410    <_ cle 9411   2c2 10363   RR+crp 10983   [,]cicc 11295   *Metcxmt 17776   Metcme 17777   ballcbl 17778   Bndcbnd 28619
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2419  ax-sep 4408  ax-nul 4416  ax-pow 4465  ax-pr 4526  ax-un 6367  ax-cnex 9330  ax-resscn 9331  ax-1cn 9332  ax-icn 9333  ax-addcl 9334  ax-addrcl 9335  ax-mulcl 9336  ax-mulrcl 9337  ax-mulcom 9338  ax-addass 9339  ax-mulass 9340  ax-distr 9341  ax-i2m1 9342  ax-1ne0 9343  ax-1rid 9344  ax-rnegex 9345  ax-rrecex 9346  ax-cnre 9347  ax-pre-lttri 9348  ax-pre-lttrn 9349  ax-pre-ltadd 9350  ax-pre-mulgt0 9351
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2256  df-mo 2257  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2715  df-rex 2716  df-reu 2717  df-rmo 2718  df-rab 2719  df-v 2969  df-sbc 3182  df-csb 3284  df-dif 3326  df-un 3328  df-in 3330  df-ss 3337  df-nul 3633  df-if 3787  df-pw 3857  df-sn 3873  df-pr 3875  df-op 3879  df-uni 4087  df-iun 4168  df-br 4288  df-opab 4346  df-mpt 4347  df-id 4631  df-po 4636  df-so 4637  df-xp 4841  df-rel 4842  df-cnv 4843  df-co 4844  df-dm 4845  df-rn 4846  df-res 4847  df-ima 4848  df-iota 5376  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-riota 6047  df-ov 6089  df-oprab 6090  df-mpt2 6091  df-1st 6572  df-2nd 6573  df-er 7093  df-ec 7095  df-map 7208  df-en 7303  df-dom 7304  df-sdom 7305  df-pnf 9412  df-mnf 9413  df-xr 9414  df-ltxr 9415  df-le 9416  df-sub 9589  df-neg 9590  df-div 9986  df-2 10372  df-rp 10984  df-xneg 11081  df-xadd 11082  df-xmul 11083  df-icc 11299  df-psmet 17784  df-xmet 17785  df-met 17786  df-bl 17787  df-bnd 28631
This theorem is referenced by:  isbnd3b  28637  prdsbnd  28645
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