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Theorem metcnpi3 20120
Description: Epsilon-delta property of a metric space function continuous at  P. A variation of metcnpi2 20119 with non-strict ordering. (Contributed by NM, 16-Dec-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Nov-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
metcn.2  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
metcn.4  |-  K  =  ( MetOpen `  D )
Assertion
Ref Expression
metcnpi3  |-  ( ( ( C  e.  ( *Met `  X
)  /\  D  e.  ( *Met `  Y
) )  /\  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  A  e.  RR+ ) )  ->  E. x  e.  RR+  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <_  x  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <_  A ) )
Distinct variable groups:    x, y, F    x, J, y    x, K, y    x, X, y   
x, Y, y    x, A, y    x, C, y   
x, D, y    x, P, y

Proof of Theorem metcnpi3
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 metcn.2 . . 3  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
2 metcn.4 . . 3  |-  K  =  ( MetOpen `  D )
31, 2metcnpi2 20119 . 2  |-  ( ( ( C  e.  ( *Met `  X
)  /\  D  e.  ( *Met `  Y
) )  /\  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  A  e.  RR+ ) )  ->  E. z  e.  RR+  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <  z  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <  A ) )
4 rphalfcl 11014 . . . 4  |-  ( z  e.  RR+  ->  ( z  /  2 )  e.  RR+ )
54ad2antrl 727 . . 3  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <  z  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <  A ) ) )  ->  ( z  /  2 )  e.  RR+ )
6 simplll 757 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  C  e.  ( *Met `  X ) )
7 simprr 756 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
y  e.  X )
8 simplrl 759 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P ) )
9 eqid 2442 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. J  =  U. J
109cnprcl 18848 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  ->  P  e.  U. J )
118, 10syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  P  e.  U. J )
121mopnuni 20015 . . . . . . . . . . 11  |-  ( C  e.  ( *Met `  X )  ->  X  =  U. J )
136, 12syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  X  =  U. J )
1411, 13eleqtrrd 2519 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  P  e.  X )
15 xmetcl 19905 . . . . . . . . 9  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  P  e.  X
)  ->  ( y C P )  e.  RR* )
166, 7, 14, 15syl3anc 1218 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( y C P )  e.  RR* )
174ad2antrl 727 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( z  /  2
)  e.  RR+ )
1817rpxrd 11027 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( z  /  2
)  e.  RR* )
19 rpxr 10997 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  RR+  ->  z  e. 
RR* )
2019ad2antrl 727 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
z  e.  RR* )
21 rphalflt 11016 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  RR+  ->  ( z  /  2 )  < 
z )
2221ad2antrl 727 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( z  /  2
)  <  z )
23 xrlelttr 11129 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( y C P )  e.  RR*  /\  (
z  /  2 )  e.  RR*  /\  z  e.  RR* )  ->  (
( ( y C P )  <_  (
z  /  2 )  /\  ( z  / 
2 )  <  z
)  ->  ( y C P )  <  z
) )
2423expcomd 438 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( y C P )  e.  RR*  /\  (
z  /  2 )  e.  RR*  /\  z  e.  RR* )  ->  (
( z  /  2
)  <  z  ->  ( ( y C P )  <_  ( z  /  2 )  -> 
( y C P )  <  z ) ) )
2524imp 429 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( y C P )  e.  RR*  /\  ( z  /  2
)  e.  RR*  /\  z  e.  RR* )  /\  (
z  /  2 )  <  z )  -> 
( ( y C P )  <_  (
z  /  2 )  ->  ( y C P )  <  z
) )
2616, 18, 20, 22, 25syl31anc 1221 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( ( y C P )  <_  (
z  /  2 )  ->  ( y C P )  <  z
) )
27 simpllr 758 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  D  e.  ( *Met `  Y ) )
281mopntopon 20013 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( C  e.  ( *Met `  X )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
296, 28syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X
) )
302mopntopon 20013 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( D  e.  ( *Met `  Y )  ->  K  e.  (TopOn `  Y )
)
3127, 30syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  K  e.  (TopOn `  Y
) )
32 cnpf2 18853 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )  /\  F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )
)  ->  F : X
--> Y )
3329, 31, 8, 32syl3anc 1218 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  F : X --> Y )
3433, 7ffvelrnd 5843 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( F `  y
)  e.  Y )
3533, 14ffvelrnd 5843 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( F `  P
)  e.  Y )
36 xmetcl 19905 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  Y )  /\  ( F `  y )  e.  Y  /\  ( F `  P
)  e.  Y )  ->  ( ( F `
 y ) D ( F `  P
) )  e.  RR* )
3727, 34, 35, 36syl3anc 1218 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  e.  RR* )
38 simplrr 760 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  A  e.  RR+ )
3938rpxrd 11027 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  ->  A  e.  RR* )
40 xrltle 11125 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  e.  RR*  /\  A  e.  RR* )  ->  (
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <  A  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
)
4137, 39, 40syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( ( ( F `
 y ) D ( F `  P
) )  <  A  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
)
4226, 41imim12d 74 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  y  e.  X ) )  -> 
( ( ( y C P )  < 
z  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  < 
A )  ->  (
( y C P )  <_  ( z  /  2 )  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
) )
4342anassrs 648 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  z  e.  RR+ )  /\  y  e.  X )  ->  (
( ( y C P )  <  z  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <  A )  ->  ( ( y C P )  <_ 
( z  /  2
)  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A ) ) )
4443ralimdva 2793 . . . 4  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  z  e.  RR+ )  ->  ( A. y  e.  X  (
( y C P )  <  z  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <  A )  ->  A. y  e.  X  ( ( y C P )  <_  (
z  /  2 )  ->  ( ( F `
 y ) D ( F `  P
) )  <_  A
) ) )
4544impr 619 . . 3  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <  z  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <  A ) ) )  ->  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <_  ( z  / 
2 )  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <_  A ) )
46 breq2 4295 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( z  / 
2 )  ->  (
( y C P )  <_  x  <->  ( y C P )  <_  (
z  /  2 ) ) )
4746imbi1d 317 . . . . 5  |-  ( x  =  ( z  / 
2 )  ->  (
( ( y C P )  <_  x  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )  <->  ( ( y C P )  <_  ( z  /  2 )  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
) )
4847ralbidv 2734 . . . 4  |-  ( x  =  ( z  / 
2 )  ->  ( A. y  e.  X  ( ( y C P )  <_  x  ->  ( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )  <->  A. y  e.  X  ( ( y C P )  <_  ( z  /  2 )  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
) )
4948rspcev 3072 . . 3  |-  ( ( ( z  /  2
)  e.  RR+  /\  A. y  e.  X  (
( y C P )  <_  ( z  /  2 )  -> 
( ( F `  y ) D ( F `  P ) )  <_  A )
)  ->  E. x  e.  RR+  A. y  e.  X  ( ( y C P )  <_  x  ->  ( ( F `
 y ) D ( F `  P
) )  <_  A
) )
505, 45, 49syl2anc 661 . 2  |-  ( ( ( ( C  e.  ( *Met `  X )  /\  D  e.  ( *Met `  Y ) )  /\  ( F  e.  (
( J  CnP  K
) `  P )  /\  A  e.  RR+ )
)  /\  ( z  e.  RR+  /\  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <  z  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <  A ) ) )  ->  E. x  e.  RR+  A. y  e.  X  ( ( y C P )  <_  x  ->  ( ( F `
 y ) D ( F `  P
) )  <_  A
) )
513, 50rexlimddv 2844 1  |-  ( ( ( C  e.  ( *Met `  X
)  /\  D  e.  ( *Met `  Y
) )  /\  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  A  e.  RR+ ) )  ->  E. x  e.  RR+  A. y  e.  X  ( (
y C P )  <_  x  ->  (
( F `  y
) D ( F `
 P ) )  <_  A ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2714   E.wrex 2715   U.cuni 4090   class class class wbr 4291   -->wf 5413   ` cfv 5417  (class class class)co 6090   RR*cxr 9416    < clt 9417    <_ cle 9418    / cdiv 9992   2c2 10370   RR+crp 10990   *Metcxmt 17800   MetOpencmopn 17805  TopOnctopon 18498    CnP ccnp 18828
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 2423  ax-sep 4412  ax-nul 4420  ax-pow 4469  ax-pr 4530  ax-un 6371  ax-cnex 9337  ax-resscn 9338  ax-1cn 9339  ax-icn 9340  ax-addcl 9341  ax-addrcl 9342  ax-mulcl 9343  ax-mulrcl 9344  ax-mulcom 9345  ax-addass 9346  ax-mulass 9347  ax-distr 9348  ax-i2m1 9349  ax-1ne0 9350  ax-1rid 9351  ax-rnegex 9352  ax-rrecex 9353  ax-cnre 9354  ax-pre-lttri 9355  ax-pre-lttrn 9356  ax-pre-ltadd 9357  ax-pre-mulgt0 9358  ax-pre-sup 9359
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 2257  df-mo 2258  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 2973  df-sbc 3186  df-csb 3288  df-dif 3330  df-un 3332  df-in 3334  df-ss 3341  df-pss 3343  df-nul 3637  df-if 3791  df-pw 3861  df-sn 3877  df-pr 3879  df-tp 3881  df-op 3883  df-uni 4091  df-iun 4172  df-br 4292  df-opab 4350  df-mpt 4351  df-tr 4385  df-eprel 4631  df-id 4635  df-po 4640  df-so 4641  df-fr 4678  df-we 4680  df-ord 4721  df-on 4722  df-lim 4723  df-suc 4724  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5380  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-riota 6051  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6831  df-rdg 6865  df-er 7100  df-map 7215  df-en 7310  df-dom 7311  df-sdom 7312  df-sup 7690  df-pnf 9419  df-mnf 9420  df-xr 9421  df-ltxr 9422  df-le 9423  df-sub 9596  df-neg 9597  df-div 9993  df-nn 10322  df-2 10379  df-n0 10579  df-z 10646  df-uz 10861  df-q 10953  df-rp 10991  df-xneg 11088  df-xadd 11089  df-xmul 11090  df-topgen 14381  df-psmet 17808  df-xmet 17809  df-bl 17811  df-mopn 17812  df-top 18502  df-bases 18504  df-topon 18505  df-cnp 18831
This theorem is referenced by:  blocnilem  24203
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