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Theorem iscfil2 19172
Description: The property of being a Cauchy filter. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Oct-2015.)
Assertion
Ref Expression
iscfil2  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  ( F  e.  (CauFil `  D
)  <->  ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  <  x
) ) )
Distinct variable groups:    x, w, y, z, F    w, X, x, y, z    w, D, x, y, z

Proof of Theorem iscfil2
StepHypRef Expression
1 iscfil 19171 . 2  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  ( F  e.  (CauFil `  D
)  <->  ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  ( D "
( y  X.  y
) )  C_  (
0 [,) x ) ) ) )
2 xmetf 18312 . . . . . . . . 9  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  D : ( X  X.  X ) --> RR* )
32ad3antrrr 711 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  D : ( X  X.  X ) --> RR* )
4 ffun 5552 . . . . . . . 8  |-  ( D : ( X  X.  X ) --> RR*  ->  Fun 
D )
53, 4syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  Fun  D )
6 simplr 732 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  F  e.  ( Fil `  X
) )
7 filelss 17837 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  y  e.  F )  ->  y  C_  X )
86, 7sylan 458 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  y  C_  X )
9 xpss12 4940 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  C_  X  /\  y  C_  X )  -> 
( y  X.  y
)  C_  ( X  X.  X ) )
108, 8, 9syl2anc 643 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  (
y  X.  y ) 
C_  ( X  X.  X ) )
11 fdm 5554 . . . . . . . . 9  |-  ( D : ( X  X.  X ) --> RR*  ->  dom 
D  =  ( X  X.  X ) )
123, 11syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  dom  D  =  ( X  X.  X ) )
1310, 12sseqtr4d 3345 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  (
y  X.  y ) 
C_  dom  D )
14 funimassov 6182 . . . . . . 7  |-  ( ( Fun  D  /\  (
y  X.  y ) 
C_  dom  D )  ->  ( ( D "
( y  X.  y
) )  C_  (
0 [,) x )  <->  A. z  e.  y  A. w  e.  y 
( z D w )  e.  ( 0 [,) x ) ) )
155, 13, 14syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  (
( D " (
y  X.  y ) )  C_  ( 0 [,) x )  <->  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  e.  ( 0 [,) x
) ) )
16 0xr 9087 . . . . . . . . 9  |-  0  e.  RR*
1716a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  0  e.  RR* )
18 simpllr 736 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  x  e.  RR+ )
1918rpxrd 10605 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  x  e.  RR* )
20 simp-4l 743 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
218sselda 3308 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  z  e.  y )  ->  z  e.  X )
2221adantrr 698 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  z  e.  X )
238sselda 3308 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  w  e.  y )  ->  w  e.  X )
2423adantrl 697 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  w  e.  X )
25 xmetcl 18314 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  z  e.  X  /\  w  e.  X
)  ->  ( z D w )  e. 
RR* )
2620, 22, 24, 25syl3anc 1184 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  ( z D w )  e. 
RR* )
27 xmetge0 18327 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  z  e.  X  /\  w  e.  X
)  ->  0  <_  ( z D w ) )
2820, 22, 24, 27syl3anc 1184 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  0  <_  ( z D w ) )
29 elico1 10915 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  x  e.  RR* )  ->  (
( z D w )  e.  ( 0 [,) x )  <->  ( (
z D w )  e.  RR*  /\  0  <_  ( z D w )  /\  ( z D w )  < 
x ) ) )
30 df-3an 938 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( z D w )  e.  RR*  /\  0  <_  ( z D w )  /\  ( z D w )  < 
x )  <->  ( (
( z D w )  e.  RR*  /\  0  <_  ( z D w ) )  /\  (
z D w )  <  x ) )
3129, 30syl6bb 253 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  x  e.  RR* )  ->  (
( z D w )  e.  ( 0 [,) x )  <->  ( (
( z D w )  e.  RR*  /\  0  <_  ( z D w ) )  /\  (
z D w )  <  x ) ) )
3231baibd 876 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( 0  e.  RR*  /\  x  e.  RR* )  /\  ( ( z D w )  e.  RR*  /\  0  <_  ( z D w ) ) )  ->  ( (
z D w )  e.  ( 0 [,) x )  <->  ( z D w )  < 
x ) )
3317, 19, 26, 28, 32syl22anc 1185 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  /\  (
z  e.  y  /\  w  e.  y )
)  ->  ( (
z D w )  e.  ( 0 [,) x )  <->  ( z D w )  < 
x ) )
34332ralbidva 2706 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  ( A. z  e.  y  A. w  e.  y 
( z D w )  e.  ( 0 [,) x )  <->  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  < 
x ) )
3515, 34bitrd 245 . . . . 5  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  /\  y  e.  F )  ->  (
( D " (
y  X.  y ) )  C_  ( 0 [,) x )  <->  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  < 
x ) )
3635rexbidva 2683 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( E. y  e.  F  ( D " ( y  X.  y ) ) 
C_  ( 0 [,) x )  <->  E. y  e.  F  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  < 
x ) )
3736ralbidva 2682 . . 3  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X ) )  ->  ( A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  ( D " ( y  X.  y
) )  C_  (
0 [,) x )  <->  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  < 
x ) )
3837pm5.32da 623 . 2  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  (
( F  e.  ( Fil `  X )  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  ( D " ( y  X.  y ) ) 
C_  ( 0 [,) x ) )  <->  ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  <  x
) ) )
391, 38bitrd 245 1  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  ( F  e.  (CauFil `  D
)  <->  ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  F  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( z D w )  <  x
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   E.wrex 2667    C_ wss 3280   class class class wbr 4172    X. cxp 4835   dom cdm 4837   "cima 4840   Fun wfun 5407   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   0cc0 8946   RR*cxr 9075    < clt 9076    <_ cle 9077   RR+crp 10568   [,)cico 10874   * Metcxmt 16641   Filcfil 17830  CauFilccfil 19158
This theorem is referenced by:  cfili  19174  fgcfil  19177  iscfil3  19179  cfilresi  19201  cfilres  19202
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-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-ico 10878  df-xmet 16650  df-fbas 16654  df-fil 17831  df-cfil 19161
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