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Theorem ismtybndlem 29756
Description: Lemma for ismtybnd 29757. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 19-Jan-2014.)
Assertion
Ref Expression
ismtybndlem  |-  ( ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  F  e.  ( M  Ismty  N )
)  ->  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  N  e.  ( Bnd `  Y ) ) )

Proof of Theorem ismtybndlem
Dummy variables  w  r  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isismty 29751 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
) )  ->  ( F  e.  ( M  Ismty  N )  <->  ( F : X -1-1-onto-> Y  /\  A. z  e.  X  A. w  e.  X  ( z M w )  =  ( ( F `  z ) N ( F `  w ) ) ) ) )
21biimp3a 1323 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  ( F : X -1-1-onto-> Y  /\  A. z  e.  X  A. w  e.  X  ( z M w )  =  ( ( F `  z ) N ( F `  w ) ) ) )
32simpld 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  F : X
-1-1-onto-> Y )
4 f1ocnv 5819 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : X -1-1-onto-> Y  ->  `' F : Y -1-1-onto-> X )
5 f1of 5807 . . . . . . . . . . 11  |-  ( `' F : Y -1-1-onto-> X  ->  `' F : Y --> X )
63, 4, 53syl 20 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  `' F : Y --> X )
76ffvelrnda 6012 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( `' F `  y )  e.  X )
8 oveq1 6282 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  ( `' F `  y )  ->  (
x ( ball `  M
) r )  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) )
98eqeq2d 2474 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  ( `' F `  y )  ->  ( X  =  ( x
( ball `  M )
r )  <->  X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) ) )
109rexbidv 2966 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( `' F `  y )  ->  ( E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  <->  E. r  e.  RR+  X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) ) )
1110rspcv 3203 . . . . . . . . 9  |-  ( ( `' F `  y )  e.  X  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  E. r  e.  RR+  X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r ) ) )
127, 11syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  E. r  e.  RR+  X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r ) ) )
13 imaeq2 5324 . . . . . . . . . . 11  |-  ( X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r )  -> 
( F " X
)  =  ( F
" ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r ) ) )
14 f1ofo 5814 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( F : X -1-1-onto-> Y  ->  F : X -onto-> Y )
15 foima 5791 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( F : X -onto-> Y  -> 
( F " X
)  =  Y )
163, 14, 153syl 20 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  ( F " X )  =  Y )
1716adantr 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( F " X
)  =  Y )
18 rpxr 11216 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e. 
RR* )
1918adantl 466 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  r  e. 
RR* )
207, 19anim12dan 834 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( ( `' F `  y )  e.  X  /\  r  e.  RR* )
)
21 ismtyima 29753 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( ( `' F `  y )  e.  X  /\  r  e.  RR* ) )  -> 
( F " (
( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) )  =  ( ( F `  ( `' F `  y ) ) ( ball `  N
) r ) )
2220, 21syldan 470 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( F " (
( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) )  =  ( ( F `  ( `' F `  y ) ) ( ball `  N
) r ) )
23 simpl 457 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ )  -> 
y  e.  Y )
24 f1ocnvfv2 6162 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F : X -1-1-onto-> Y  /\  y  e.  Y )  ->  ( F `  ( `' F `  y ) )  =  y )
253, 23, 24syl2an 477 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( F `  ( `' F `  y ) )  =  y )
2625oveq1d 6290 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( ( F `  ( `' F `  y ) ) ( ball `  N
) r )  =  ( y ( ball `  N ) r ) )
2722, 26eqtrd 2501 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( F " (
( `' F `  y ) ( ball `  M ) r ) )  =  ( y ( ball `  N
) r ) )
2817, 27eqeq12d 2482 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( ( F " X )  =  ( F " ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r ) )  <-> 
Y  =  ( y ( ball `  N
) r ) ) )
2913, 28syl5ib 219 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  ( y  e.  Y  /\  r  e.  RR+ ) )  -> 
( X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M ) r )  ->  Y  =  ( y ( ball `  N
) r ) ) )
3029anassrs 648 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y )  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  y  e.  Y )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M
) r )  ->  Y  =  ( y
( ball `  N )
r ) ) )
3130reximdva 2931 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( E. r  e.  RR+  X  =  ( ( `' F `  y ) ( ball `  M ) r )  ->  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y (
ball `  N )
r ) ) )
3212, 31syld 44 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y (
ball `  N )
r ) ) )
3332ralrimdva 2875 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) )
34 simp2 992 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  N  e.  ( *Met `  Y
) )
3533, 34jctild 543 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) ) )
36353expib 1194 . . . 4  |-  ( M  e.  ( *Met `  X )  ->  (
( N  e.  ( *Met `  Y
)  /\  F  e.  ( M  Ismty  N ) )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) ) ) )
3736com12 31 . . 3  |-  ( ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  F  e.  ( M  Ismty  N )
)  ->  ( M  e.  ( *Met `  X )  ->  ( A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r )  ->  ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) ) ) )
3837impd 431 . 2  |-  ( ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  F  e.  ( M  Ismty  N )
)  ->  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r ) )  ->  ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) ) )
39 isbndx 29732 . 2  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  A. x  e.  X  E. r  e.  RR+  X  =  ( x ( ball `  M ) r ) ) )
40 isbndx 29732 . 2  |-  ( N  e.  ( Bnd `  Y
)  <->  ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  A. y  e.  Y  E. r  e.  RR+  Y  =  ( y ( ball `  N ) r ) ) )
4138, 39, 403imtr4g 270 1  |-  ( ( N  e.  ( *Met `  Y )  /\  F  e.  ( M  Ismty  N )
)  ->  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  ->  N  e.  ( Bnd `  Y ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 968    = wceq 1374    e. wcel 1762   A.wral 2807   E.wrex 2808   `'ccnv 4991   "cima 4995   -->wf 5575   -onto->wfo 5577   -1-1-onto->wf1o 5578   ` cfv 5579  (class class class)co 6275   RR*cxr 9616   RR+crp 11209   *Metcxmt 18167   ballcbl 18169   Bndcbnd 29717    Ismty cismty 29748
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1714  ax-7 1734  ax-8 1764  ax-9 1766  ax-10 1781  ax-11 1786  ax-12 1798  ax-13 1961  ax-ext 2438  ax-sep 4561  ax-nul 4569  ax-pow 4618  ax-pr 4679  ax-un 6567  ax-cnex 9537  ax-resscn 9538  ax-1cn 9539  ax-icn 9540  ax-addcl 9541  ax-addrcl 9542  ax-mulcl 9543  ax-mulrcl 9544  ax-mulcom 9545  ax-addass 9546  ax-mulass 9547  ax-distr 9548  ax-i2m1 9549  ax-1ne0 9550  ax-1rid 9551  ax-rnegex 9552  ax-rrecex 9553  ax-cnre 9554  ax-pre-lttri 9555  ax-pre-lttrn 9556  ax-pre-ltadd 9557  ax-pre-mulgt0 9558
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1377  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1707  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2446  df-cleq 2452  df-clel 2455  df-nfc 2610  df-ne 2657  df-nel 2658  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3108  df-sbc 3325  df-csb 3429  df-dif 3472  df-un 3474  df-in 3476  df-ss 3483  df-nul 3779  df-if 3933  df-pw 4005  df-sn 4021  df-pr 4023  df-op 4027  df-uni 4239  df-iun 4320  df-br 4441  df-opab 4499  df-mpt 4500  df-id 4788  df-po 4793  df-so 4794  df-xp 4998  df-rel 4999  df-cnv 5000  df-co 5001  df-dm 5002  df-rn 5003  df-res 5004  df-ima 5005  df-iota 5542  df-fun 5581  df-fn 5582  df-f 5583  df-f1 5584  df-fo 5585  df-f1o 5586  df-fv 5587  df-riota 6236  df-ov 6278  df-oprab 6279  df-mpt2 6280  df-1st 6774  df-2nd 6775  df-er 7301  df-ec 7303  df-map 7412  df-en 7507  df-dom 7508  df-sdom 7509  df-pnf 9619  df-mnf 9620  df-xr 9621  df-ltxr 9622  df-le 9623  df-sub 9796  df-neg 9797  df-div 10196  df-2 10583  df-rp 11210  df-xneg 11307  df-xadd 11308  df-xmul 11309  df-psmet 18175  df-xmet 18176  df-met 18177  df-bl 18178  df-bnd 29729  df-ismty 29749
This theorem is referenced by:  ismtybnd  29757
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