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Theorem isxmet 21011
Description: Express the predicate " D is an extended metric." (Contributed by Mario Carneiro, 20-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
isxmet  |-  ( X  e.  A  ->  ( D  e.  ( *Met `  X )  <->  ( D : ( X  X.  X ) --> RR*  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( x D y )  =  0  <-> 
x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  (
( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, D    x, X, y, z
Allowed substitution hints:    A( x, y, z)

Proof of Theorem isxmet
Dummy variables  d 
t are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 3067 . . . . 5  |-  ( X  e.  A  ->  X  e.  _V )
2 xpeq12 4961 . . . . . . . . 9  |-  ( ( t  =  X  /\  t  =  X )  ->  ( t  X.  t
)  =  ( X  X.  X ) )
32anidms 643 . . . . . . . 8  |-  ( t  =  X  ->  (
t  X.  t )  =  ( X  X.  X ) )
43oveq2d 6250 . . . . . . 7  |-  ( t  =  X  ->  ( RR*  ^m  ( t  X.  t ) )  =  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) ) )
5 raleq 3003 . . . . . . . . . 10  |-  ( t  =  X  ->  ( A. z  e.  t 
( x d y )  <_  ( (
z d x ) +e ( z d y ) )  <->  A. z  e.  X  ( x d y )  <_  ( (
z d x ) +e ( z d y ) ) ) )
65anbi2d 702 . . . . . . . . 9  |-  ( t  =  X  ->  (
( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y
)  /\  A. z  e.  t  ( x
d y )  <_ 
( ( z d x ) +e
( z d y ) ) )  <->  ( (
( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) ) )
76raleqbi1dv 3011 . . . . . . . 8  |-  ( t  =  X  ->  ( A. y  e.  t 
( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y
)  /\  A. z  e.  t  ( x
d y )  <_ 
( ( z d x ) +e
( z d y ) ) )  <->  A. y  e.  X  ( (
( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) ) )
87raleqbi1dv 3011 . . . . . . 7  |-  ( t  =  X  ->  ( A. x  e.  t  A. y  e.  t 
( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y
)  /\  A. z  e.  t  ( x
d y )  <_ 
( ( z d x ) +e
( z d y ) ) )  <->  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( (
( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) ) )
94, 8rabeqbidv 3053 . . . . . 6  |-  ( t  =  X  ->  { d  e.  ( RR*  ^m  (
t  X.  t ) )  |  A. x  e.  t  A. y  e.  t  ( (
( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  t  ( x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) }  =  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) } )
10 df-xmet 18624 . . . . . 6  |-  *Met  =  ( t  e. 
_V  |->  { d  e.  ( RR*  ^m  (
t  X.  t ) )  |  A. x  e.  t  A. y  e.  t  ( (
( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  t  ( x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) } )
11 ovex 6262 . . . . . . 7  |-  ( RR*  ^m  ( X  X.  X
) )  e.  _V
1211rabex 4544 . . . . . 6  |-  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) }  e.  _V
139, 10, 12fvmpt 5888 . . . . 5  |-  ( X  e.  _V  ->  ( *Met `  X )  =  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) } )
141, 13syl 17 . . . 4  |-  ( X  e.  A  ->  ( *Met `  X )  =  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) } )
1514eleq2d 2472 . . 3  |-  ( X  e.  A  ->  ( D  e.  ( *Met `  X )  <->  D  e.  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X
) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( x d y )  =  0  <-> 
x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x d y )  <_  (
( z d x ) +e ( z d y ) ) ) } ) )
16 oveq 6240 . . . . . . . 8  |-  ( d  =  D  ->  (
x d y )  =  ( x D y ) )
1716eqeq1d 2404 . . . . . . 7  |-  ( d  =  D  ->  (
( x d y )  =  0  <->  (
x D y )  =  0 ) )
1817bibi1d 317 . . . . . 6  |-  ( d  =  D  ->  (
( ( x d y )  =  0  <-> 
x  =  y )  <-> 
( ( x D y )  =  0  <-> 
x  =  y ) ) )
19 oveq 6240 . . . . . . . . 9  |-  ( d  =  D  ->  (
z d x )  =  ( z D x ) )
20 oveq 6240 . . . . . . . . 9  |-  ( d  =  D  ->  (
z d y )  =  ( z D y ) )
2119, 20oveq12d 6252 . . . . . . . 8  |-  ( d  =  D  ->  (
( z d x ) +e ( z d y ) )  =  ( ( z D x ) +e ( z D y ) ) )
2216, 21breq12d 4407 . . . . . . 7  |-  ( d  =  D  ->  (
( x d y )  <_  ( (
z d x ) +e ( z d y ) )  <-> 
( x D y )  <_  ( (
z D x ) +e ( z D y ) ) ) )
2322ralbidv 2842 . . . . . 6  |-  ( d  =  D  ->  ( A. z  e.  X  ( x d y )  <_  ( (
z d x ) +e ( z d y ) )  <->  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  ( (
z D x ) +e ( z D y ) ) ) )
2418, 23anbi12d 709 . . . . 5  |-  ( d  =  D  ->  (
( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y
)  /\  A. z  e.  X  ( x
d y )  <_ 
( ( z d x ) +e
( z d y ) ) )  <->  ( (
( x D y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  ( ( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) )
25242ralbidv 2847 . . . 4  |-  ( d  =  D  ->  ( A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y
)  /\  A. z  e.  X  ( x
d y )  <_ 
( ( z d x ) +e
( z d y ) ) )  <->  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( (
( x D y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  ( ( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) )
2625elrab 3206 . . 3  |-  ( D  e.  { d  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  |  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x d y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x d y )  <_  ( ( z d x ) +e ( z d y ) ) ) }  <->  ( D  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x D y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x D y )  <_  ( ( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) )
2715, 26syl6bb 261 . 2  |-  ( X  e.  A  ->  ( D  e.  ( *Met `  X )  <->  ( D  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  ( ( ( x D y )  =  0  <->  x  =  y )  /\  A. z  e.  X  (
x D y )  <_  ( ( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) ) )
28 xrex 11180 . . . 4  |-  RR*  e.  _V
29 sqxpexg 6543 . . . 4  |-  ( X  e.  A  ->  ( X  X.  X )  e. 
_V )
30 elmapg 7390 . . . 4  |-  ( (
RR*  e.  _V  /\  ( X  X.  X )  e. 
_V )  ->  ( D  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X
) )  <->  D :
( X  X.  X
) --> RR* ) )
3128, 29, 30sylancr 661 . . 3  |-  ( X  e.  A  ->  ( D  e.  ( RR*  ^m  ( X  X.  X
) )  <->  D :
( X  X.  X
) --> RR* ) )
3231anbi1d 703 . 2  |-  ( X  e.  A  ->  (
( D  e.  (
RR*  ^m  ( X  X.  X ) )  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( x D y )  =  0  <-> 
x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  (
( z D x ) +e ( z D y ) ) ) )  <->  ( D : ( X  X.  X ) --> RR*  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( x D y )  =  0  <-> 
x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  (
( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) ) )
3327, 32bitrd 253 1  |-  ( X  e.  A  ->  ( D  e.  ( *Met `  X )  <->  ( D : ( X  X.  X ) --> RR*  /\  A. x  e.  X  A. y  e.  X  (
( ( x D y )  =  0  <-> 
x  =  y )  /\  A. z  e.  X  ( x D y )  <_  (
( z D x ) +e ( z D y ) ) ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 367    = wceq 1405    e. wcel 1842   A.wral 2753   {crab 2757   _Vcvv 3058   class class class wbr 4394    X. cxp 4940   -->wf 5521   ` cfv 5525  (class class class)co 6234    ^m cmap 7377   0cc0 9442   RR*cxr 9577    <_ cle 9579   +ecxad 11287   *Metcxmt 18615
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1639  ax-4 1652  ax-5 1725  ax-6 1771  ax-7 1814  ax-8 1844  ax-9 1846  ax-10 1861  ax-11 1866  ax-12 1878  ax-13 2026  ax-ext 2380  ax-sep 4516  ax-nul 4524  ax-pow 4571  ax-pr 4629  ax-un 6530  ax-cnex 9498  ax-resscn 9499
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3an 976  df-tru 1408  df-ex 1634  df-nf 1638  df-sb 1764  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2388  df-cleq 2394  df-clel 2397  df-nfc 2552  df-ne 2600  df-ral 2758  df-rex 2759  df-rab 2762  df-v 3060  df-sbc 3277  df-dif 3416  df-un 3418  df-in 3420  df-ss 3427  df-nul 3738  df-if 3885  df-pw 3956  df-sn 3972  df-pr 3974  df-op 3978  df-uni 4191  df-br 4395  df-opab 4453  df-mpt 4454  df-id 4737  df-xp 4948  df-rel 4949  df-cnv 4950  df-co 4951  df-dm 4952  df-rn 4953  df-iota 5489  df-fun 5527  df-fn 5528  df-f 5529  df-fv 5533  df-ov 6237  df-oprab 6238  df-mpt2 6239  df-map 7379  df-xr 9582  df-xmet 18624
This theorem is referenced by:  isxmetd  21013  xmetf  21016  ismet2  21020  xmeteq0  21025  xmettri2  21027  imasf1oxmet  21062  pstmxmet  28209
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