MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  metdcnlem Structured version   Unicode version

Theorem metdcnlem 20388
Description: The metric function of a metric space is always continuous in the topology generated by it. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 4-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
xmetdcn2.1  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
xmetdcn2.2  |-  C  =  ( dist `  RR*s
)
xmetdcn2.3  |-  K  =  ( MetOpen `  C )
metdcn.d  |-  ( ph  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
metdcn.a  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
metdcn.b  |-  ( ph  ->  B  e.  X )
metdcn.r  |-  ( ph  ->  R  e.  RR+ )
metdcn.y  |-  ( ph  ->  Y  e.  X )
metdcn.z  |-  ( ph  ->  Z  e.  X )
metdcn.4  |-  ( ph  ->  ( A D Y )  <  ( R  /  2 ) )
metdcn.5  |-  ( ph  ->  ( B D Z )  <  ( R  /  2 ) )
Assertion
Ref Expression
metdcnlem  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <  R )

Proof of Theorem metdcnlem
StepHypRef Expression
1 xmetdcn2.2 . . . . 5  |-  C  =  ( dist `  RR*s
)
21xrsxmet 20361 . . . 4  |-  C  e.  ( *Met `  RR* )
32a1i 11 . . 3  |-  ( ph  ->  C  e.  ( *Met `  RR* )
)
4 metdcn.d . . . 4  |-  ( ph  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
5 metdcn.a . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
6 metdcn.b . . . 4  |-  ( ph  ->  B  e.  X )
7 xmetcl 19881 . . . 4  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  ( A D B )  e.  RR* )
84, 5, 6, 7syl3anc 1218 . . 3  |-  ( ph  ->  ( A D B )  e.  RR* )
9 metdcn.y . . . 4  |-  ( ph  ->  Y  e.  X )
10 metdcn.z . . . 4  |-  ( ph  ->  Z  e.  X )
11 xmetcl 19881 . . . 4  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Y  e.  X  /\  Z  e.  X
)  ->  ( Y D Z )  e.  RR* )
124, 9, 10, 11syl3anc 1218 . . 3  |-  ( ph  ->  ( Y D Z )  e.  RR* )
13 xmetcl 19881 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Y  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  ( Y D B )  e.  RR* )
144, 9, 6, 13syl3anc 1218 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( Y D B )  e.  RR* )
15 metdcn.r . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  R  e.  RR+ )
1615rphalfcld 11031 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( R  /  2
)  e.  RR+ )
1716rpred 11019 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( R  /  2
)  e.  RR )
18 xmetcl 19881 . . . . . . . 8  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( A D B )  e.  RR*  /\  ( Y D B )  e. 
RR* )  ->  (
( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR* )
193, 8, 14, 18syl3anc 1218 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR* )
20 xmetcl 19881 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  Y  e.  X
)  ->  ( A D Y )  e.  RR* )
214, 5, 9, 20syl3anc 1218 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( A D Y )  e.  RR* )
2216rpxrd 11020 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( R  /  2
)  e.  RR* )
231xmetrtri2 19906 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( A  e.  X  /\  Y  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( A D Y ) )
244, 5, 9, 6, 23syl13anc 1220 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( A D Y ) )
25 metdcn.4 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( A D Y )  <  ( R  /  2 ) )
2619, 21, 22, 24, 25xrlelttrd 11126 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <  ( R  /  2 ) )
27 xrltle 11118 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR*  /\  ( R  /  2 )  e. 
RR* )  ->  (
( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <  ( R  /  2 )  -> 
( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )
2819, 22, 27syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <  ( R  /  2 )  -> 
( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )
2926, 28mpd 15 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( R  /  2 ) )
30 xmetlecl 19896 . . . . 5  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( Y D B )  e.  RR* )  /\  ( ( R  / 
2 )  e.  RR  /\  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR )
313, 8, 14, 17, 29, 30syl122anc 1227 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR )
32 xmetcl 19881 . . . . . . . 8  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( Y D B )  e.  RR*  /\  ( Y D Z )  e. 
RR* )  ->  (
( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR* )
333, 14, 12, 32syl3anc 1218 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR* )
34 xmetcl 19881 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  B  e.  X  /\  Z  e.  X
)  ->  ( B D Z )  e.  RR* )
354, 6, 10, 34syl3anc 1218 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( B D Z )  e.  RR* )
36 xmetsym 19897 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Y  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  ( Y D B )  =  ( B D Y ) )
374, 9, 6, 36syl3anc 1218 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( Y D B )  =  ( B D Y ) )
38 xmetsym 19897 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  Y  e.  X  /\  Z  e.  X
)  ->  ( Y D Z )  =  ( Z D Y ) )
394, 9, 10, 38syl3anc 1218 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( Y D Z )  =  ( Z D Y ) )
4037, 39oveq12d 6104 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  =  ( ( B D Y ) C ( Z D Y ) ) )
411xmetrtri2 19906 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( B  e.  X  /\  Z  e.  X  /\  Y  e.  X ) )  -> 
( ( B D Y ) C ( Z D Y ) )  <_  ( B D Z ) )
424, 6, 10, 9, 41syl13anc 1220 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( B D Y ) C ( Z D Y ) )  <_  ( B D Z ) )
4340, 42eqbrtrd 4307 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( B D Z ) )
44 metdcn.5 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( B D Z )  <  ( R  /  2 ) )
4533, 35, 22, 43, 44xrlelttrd 11126 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <  ( R  /  2 ) )
46 xrltle 11118 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR*  /\  ( R  /  2 )  e. 
RR* )  ->  (
( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <  ( R  /  2 )  -> 
( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )
4733, 22, 46syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <  ( R  /  2 )  -> 
( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )
4845, 47mpd 15 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( R  /  2 ) )
49 xmetlecl 19896 . . . . 5  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( ( Y D B )  e.  RR*  /\  ( Y D Z )  e.  RR* )  /\  ( ( R  / 
2 )  e.  RR  /\  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( R  /  2 ) ) )  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR )
503, 14, 12, 17, 48, 49syl122anc 1227 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR )
5131, 50readdcld 9405 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) )  e.  RR )
52 xmettri 19901 . . . . 5  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( Y D Z )  e.  RR*  /\  ( Y D B )  e. 
RR* ) )  -> 
( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( (
( A D B ) C ( Y D B ) ) +e ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) )
533, 8, 12, 14, 52syl13anc 1220 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( (
( A D B ) C ( Y D B ) ) +e ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) )
54 rexadd 11194 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  e.  RR  /\  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR )  ->  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) ) +e ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) )  =  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) )
5531, 50, 54syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) ) +e
( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) )  =  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) )
5653, 55breqtrd 4311 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( (
( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) )
57 xmetlecl 19896 . . 3  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  RR* )  /\  ( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( Y D Z )  e.  RR* )  /\  ( ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) )  e.  RR  /\  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <_  ( (
( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) ) ) )  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR )
583, 8, 12, 51, 56, 57syl122anc 1227 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  e.  RR )
5915rpred 11019 . 2  |-  ( ph  ->  R  e.  RR )
6031, 50, 59, 26, 45lt2halvesd 10564 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( ( A D B ) C ( Y D B ) )  +  ( ( Y D B ) C ( Y D Z ) ) )  <  R )
6158, 51, 59, 56, 60lelttrd 9521 1  |-  ( ph  ->  ( ( A D B ) C ( Y D Z ) )  <  R )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    = wceq 1369    e. wcel 1756   class class class wbr 4287   ` cfv 5413  (class class class)co 6086   RRcr 9273    + caddc 9277   RR*cxr 9409    < clt 9410    <_ cle 9411    / cdiv 9985   2c2 10363   RR+crp 10983   +ecxad 11079   distcds 14239   RR*scxrs 14430   *Metcxmt 17776   MetOpencmopn 17781
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  ax-pre-sup 9352
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-pss 3339  df-nul 3633  df-if 3787  df-pw 3857  df-sn 3873  df-pr 3875  df-tp 3877  df-op 3879  df-uni 4087  df-int 4124  df-iun 4168  df-br 4288  df-opab 4346  df-mpt 4347  df-tr 4381  df-eprel 4627  df-id 4631  df-po 4636  df-so 4637  df-fr 4674  df-we 4676  df-ord 4717  df-on 4718  df-lim 4719  df-suc 4720  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-om 6472  df-1st 6572  df-2nd 6573  df-recs 6824  df-rdg 6858  df-1o 6912  df-oadd 6916  df-er 7093  df-map 7208  df-en 7303  df-dom 7304  df-sdom 7305  df-fin 7306  df-sup 7683  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-nn 10315  df-2 10372  df-3 10373  df-4 10374  df-5 10375  df-6 10376  df-7 10377  df-8 10378  df-9 10379  df-10 10380  df-n0 10572  df-z 10639  df-dec 10748  df-uz 10854  df-rp 10984  df-xneg 11081  df-xadd 11082  df-xmul 11083  df-icc 11299  df-fz 11430  df-seq 11799  df-exp 11858  df-cj 12580  df-re 12581  df-im 12582  df-sqr 12716  df-abs 12717  df-struct 14168  df-ndx 14169  df-slot 14170  df-base 14171  df-plusg 14243  df-mulr 14244  df-tset 14249  df-ple 14250  df-ds 14252  df-xrs 14432  df-xmet 17785
This theorem is referenced by:  xmetdcn2  20389
  Copyright terms: Public domain W3C validator