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Theorem metdstri 21182
Description: A generalization of the triangle inequality to the point-set distance function. Under the usual notation where the same symbol  d denotes the point-point and point-set distance functions, this theorem would be written  d ( a ,  S )  <_ 
d ( a ,  b )  +  d ( b ,  S
). (Contributed by Mario Carneiro, 4-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
metdscn.f  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  sup ( ran  (
y  e.  S  |->  ( x D y ) ) ,  RR* ,  `'  <  ) )
Assertion
Ref Expression
metdstri  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  <_  ( ( A D B ) +e ( F `  B ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, A    x, D, y    x, B, y    x, S, y   
x, X, y
Allowed substitution hints:    F( x, y)

Proof of Theorem metdstri
StepHypRef Expression
1 simprr 756 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( F `  A
)  e.  RR )
2 simprl 755 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( A D B )  e.  RR )
3 rexsub 11433 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  A
)  e.  RR  /\  ( A D B )  e.  RR )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  =  ( ( F `  A )  -  ( A D B ) ) )
41, 2, 3syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  =  ( ( F `  A )  -  ( A D B ) ) )
54oveq2d 6301 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  =  ( B ( ball `  D ) ( ( F `  A )  -  ( A D B ) ) ) )
6 simpll 753 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
76adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
8 simprr 756 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  B  e.  X )
98adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  ->  B  e.  X )
10 simprl 755 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  A  e.  X )
1110adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  ->  A  e.  X )
121, 2resubcld 9988 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( ( F `  A )  -  ( A D B ) )  e.  RR )
132leidd 10120 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( A D B )  <_  ( A D B ) )
14 xmetsym 20677 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  ( A D B )  =  ( B D A ) )
156, 10, 8, 14syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( A D B )  =  ( B D A ) )
1615adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( A D B )  =  ( B D A ) )
1716eqcomd 2475 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( B D A )  =  ( A D B ) )
181recnd 9623 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( F `  A
)  e.  CC )
192recnd 9623 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( A D B )  e.  CC )
2018, 19nncand 9936 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( ( F `  A )  -  (
( F `  A
)  -  ( A D B ) ) )  =  ( A D B ) )
2113, 17, 203brtr4d 4477 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( B D A )  <_  ( ( F `  A )  -  ( ( F `
 A )  -  ( A D B ) ) ) )
22 blss2 20734 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  B  e.  X  /\  A  e.  X
)  /\  ( (
( F `  A
)  -  ( A D B ) )  e.  RR  /\  ( F `  A )  e.  RR  /\  ( B D A )  <_ 
( ( F `  A )  -  (
( F `  A
)  -  ( A D B ) ) ) ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A )  -  ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) )
237, 9, 11, 12, 1, 21, 22syl33anc 1243 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A )  -  ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) )
245, 23eqsstrd 3538 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  e.  RR ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  C_  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )
2524expr 615 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( ( F `
 A )  e.  RR  ->  ( B
( ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) ) )
266adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
278adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  ->  B  e.  X )
28 metdscn.f . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  sup ( ran  (
y  e.  S  |->  ( x D y ) ) ,  RR* ,  `'  <  ) )
2928metdsf 21179 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X
)  ->  F : X
--> ( 0 [,] +oo ) )
3029adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  F : X --> ( 0 [,] +oo ) )
3130, 10ffvelrnd 6023 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  e.  ( 0 [,] +oo ) )
32 elxrge0 11630 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F `  A )  e.  ( 0 [,] +oo )  <->  ( ( F `
 A )  e. 
RR*  /\  0  <_  ( F `  A ) ) )
3332simplbi 460 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F `  A )  e.  ( 0 [,] +oo )  ->  ( F `
 A )  e. 
RR* )
3431, 33syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  e.  RR* )
3534adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( F `  A )  e.  RR* )
36 xmetcl 20661 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  ( A D B )  e.  RR* )
376, 10, 8, 36syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( A D B )  e.  RR* )
3837adantr 465 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( A D B )  e.  RR* )
3938xnegcld 11493 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  -e ( A D B )  e. 
RR* )
4035, 39xaddcld 11494 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  e.  RR* )
4140adantrr 716 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  e. 
RR* )
42 pnfxr 11322 . . . . . . . . . . . 12  |- +oo  e.  RR*
4342a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> +oo  e.  RR* )
44 pnfge 11340 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  A
) +e  -e ( A D B ) )  e. 
RR*  ->  ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  <_ +oo )
4541, 44syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  <_ +oo )
46 ssbl 20753 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  B  e.  X )  /\  (
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  e. 
RR*  /\ +oo  e.  RR* )  /\  ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  <_ +oo )  ->  ( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  C_  ( B ( ball `  D
) +oo ) )
4726, 27, 41, 43, 45, 46syl221anc 1239 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  C_  ( B ( ball `  D
) +oo ) )
48 simprr 756 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( F `  A
)  = +oo )
4948oveq2d 6301 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( A ( ball `  D ) ( F `
 A ) )  =  ( A (
ball `  D ) +oo ) )
5010adantr 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  ->  A  e.  X )
51 simprl 755 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( A D B )  e.  RR )
52 xblpnf 20726 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X
)  ->  ( B  e.  ( A ( ball `  D ) +oo )  <->  ( B  e.  X  /\  ( A D B )  e.  RR ) ) )
5326, 50, 52syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( B  e.  ( A ( ball `  D
) +oo )  <->  ( B  e.  X  /\  ( A D B )  e.  RR ) ) )
5427, 51, 53mpbir2and 920 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  ->  B  e.  ( A
( ball `  D ) +oo ) )
55 blpnfctr 20766 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  B  e.  ( A ( ball `  D
) +oo ) )  -> 
( A ( ball `  D ) +oo )  =  ( B (
ball `  D ) +oo ) )
5626, 50, 54, 55syl3anc 1228 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( A ( ball `  D ) +oo )  =  ( B (
ball `  D ) +oo ) )
5749, 56eqtr2d 2509 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( B ( ball `  D ) +oo )  =  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) )
5847, 57sseqtrd 3540 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( ( A D B )  e.  RR  /\  ( F `
 A )  = +oo ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  C_  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )
5958expr 615 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( ( F `
 A )  = +oo  ->  ( B
( ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) ) )
6032simprbi 464 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( F `  A )  e.  ( 0 [,] +oo )  ->  0  <_ 
( F `  A
) )
6131, 60syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
0  <_  ( F `  A ) )
62 ge0nemnf 11375 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  A
)  e.  RR*  /\  0  <_  ( F `  A
) )  ->  ( F `  A )  =/= -oo )
6334, 61, 62syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  =/= -oo )
6434, 63jca 532 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( F `  A )  e.  RR*  /\  ( F `  A
)  =/= -oo )
)
6564adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( ( F `
 A )  e. 
RR*  /\  ( F `  A )  =/= -oo ) )
66 xrnemnf 11329 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F `  A
)  e.  RR*  /\  ( F `  A )  =/= -oo )  <->  ( ( F `  A )  e.  RR  \/  ( F `
 A )  = +oo ) )
6765, 66sylib 196 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( ( F `
 A )  e.  RR  \/  ( F `
 A )  = +oo ) )
6825, 59, 67mpjaod 381 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  e.  RR )  ->  ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) )
69 pnfnlt 11338 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F `  A )  e.  RR*  ->  -. +oo  <  ( F `  A
) )
7034, 69syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  -. +oo  <  ( F `  A ) )
7170adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  = +oo )  ->  -. +oo  <  ( F `  A )
)
7237xnegcld 11493 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  -e ( A D B )  e.  RR* )
7334, 72xaddcld 11494 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  e. 
RR* )
74 xbln0 20744 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  B  e.  X  /\  ( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  e. 
RR* )  ->  (
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  =/=  (/) 
<->  0  <  ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) ) )
756, 8, 73, 74syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) )  =/=  (/)  <->  0  <  (
( F `  A
) +e  -e ( A D B ) ) ) )
76 xposdif 11455 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( F `  A )  e.  RR* )  ->  (
( A D B )  <  ( F `
 A )  <->  0  <  ( ( F `  A
) +e  -e ( A D B ) ) ) )
7737, 34, 76syl2anc 661 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( A D B )  <  ( F `  A )  <->  0  <  ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )
7875, 77bitr4d 256 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) )  =/=  (/)  <->  ( A D B )  <  ( F `  A )
) )
79 breq1 4450 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A D B )  = +oo  ->  (
( A D B )  <  ( F `
 A )  <-> +oo  <  ( F `  A )
) )
8078, 79sylan9bb 699 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  = +oo )  ->  ( ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) )  =/=  (/)  <-> +oo  <  ( F `  A )
) )
8180necon1bbid 2717 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  = +oo )  ->  ( -. +oo  <  ( F `  A
)  <->  ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) )  =  (/) ) )
8271, 81mpbid 210 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  = +oo )  ->  ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) )  =  (/) )
83 0ss 3814 . . . . . . . 8  |-  (/)  C_  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) )
8482, 83syl6eqss 3554 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  S  C_  X )  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X )
)  /\  ( A D B )  = +oo )  ->  ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) ) 
C_  ( A (
ball `  D )
( F `  A
) ) )
85 xmetge0 20674 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  B  e.  X
)  ->  0  <_  ( A D B ) )
866, 10, 8, 85syl3anc 1228 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
0  <_  ( A D B ) )
87 ge0nemnf 11375 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A D B )  e.  RR*  /\  0  <_  ( A D B ) )  ->  ( A D B )  =/= -oo )
8837, 86, 87syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( A D B )  =/= -oo )
8937, 88jca 532 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( A D B )  =/= -oo )
)
90 xrnemnf 11329 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A D B )  e.  RR*  /\  ( A D B )  =/= -oo )  <->  ( ( A D B )  e.  RR  \/  ( A D B )  = +oo ) )
9189, 90sylib 196 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( A D B )  e.  RR  \/  ( A D B )  = +oo )
)
9268, 84, 91mpjaodan 784 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) )  C_  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )
93 sslin 3724 . . . . . 6  |-  ( ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) )  C_  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) )  -> 
( S  i^i  ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )  C_  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) ) )
9492, 93syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( S  i^i  ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )  C_  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) ) )
95 xrleid 11357 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  A )  e.  RR*  ->  ( F `
 A )  <_ 
( F `  A
) )
9634, 95syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  <_  ( F `  A ) )
97 simplr 754 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  ->  S  C_  X )
9828metdsge 21180 . . . . . . 7  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X  /\  A  e.  X
)  /\  ( F `  A )  e.  RR* )  ->  ( ( F `
 A )  <_ 
( F `  A
)  <->  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )  =  (/) ) )
996, 97, 10, 34, 98syl31anc 1231 . . . . . 6  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( F `  A )  <_  ( F `  A )  <->  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )  =  (/) ) )
10096, 99mpbid 210 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )  =  (/) )
101 sseq0 3817 . . . . 5  |-  ( ( ( S  i^i  ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )  C_  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )  /\  ( S  i^i  ( A ( ball `  D
) ( F `  A ) ) )  =  (/) )  ->  ( S  i^i  ( B (
ball `  D )
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )  =  (/) )
10294, 100, 101syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( S  i^i  ( B ( ball `  D
) ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) ) ) )  =  (/) )
10328metdsge 21180 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X  /\  B  e.  X
)  /\  ( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  e.  RR* )  ->  ( ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  <_  ( F `  B )  <->  ( S  i^i  ( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) ) )  =  (/) ) )
1046, 97, 8, 73, 103syl31anc 1231 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  <_  ( F `  B )  <->  ( S  i^i  ( B ( ball `  D ) ( ( F `  A ) +e  -e
( A D B ) ) ) )  =  (/) ) )
105102, 104mpbird 232 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  <_ 
( F `  B
) )
10630, 8ffvelrnd 6023 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  B
)  e.  ( 0 [,] +oo ) )
107 elxrge0 11630 . . . . . 6  |-  ( ( F `  B )  e.  ( 0 [,] +oo )  <->  ( ( F `
 B )  e. 
RR*  /\  0  <_  ( F `  B ) ) )
108107simplbi 460 . . . . 5  |-  ( ( F `  B )  e.  ( 0 [,] +oo )  ->  ( F `
 B )  e. 
RR* )
109106, 108syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  B
)  e.  RR* )
110107simprbi 464 . . . . 5  |-  ( ( F `  B )  e.  ( 0 [,] +oo )  ->  0  <_ 
( F `  B
) )
111106, 110syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
0  <_  ( F `  B ) )
112 xlesubadd 11456 . . . 4  |-  ( ( ( ( F `  A )  e.  RR*  /\  ( A D B )  e.  RR*  /\  ( F `  B )  e.  RR* )  /\  (
0  <_  ( F `  A )  /\  ( A D B )  =/= -oo  /\  0  <_  ( F `  B )
) )  ->  (
( ( F `  A ) +e  -e ( A D B ) )  <_ 
( F `  B
)  <->  ( F `  A )  <_  (
( F `  B
) +e ( A D B ) ) ) )
11334, 37, 109, 61, 88, 111, 112syl33anc 1243 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( ( F `
 A ) +e  -e ( A D B ) )  <_  ( F `  B )  <->  ( F `  A )  <_  (
( F `  B
) +e ( A D B ) ) ) )
114105, 113mpbid 210 . 2  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  <_  ( ( F `  B ) +e ( A D B ) ) )
115 xaddcom 11438 . . 3  |-  ( ( ( F `  B
)  e.  RR*  /\  ( A D B )  e. 
RR* )  ->  (
( F `  B
) +e ( A D B ) )  =  ( ( A D B ) +e ( F `
 B ) ) )
116109, 37, 115syl2anc 661 . 2  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( ( F `  B ) +e
( A D B ) )  =  ( ( A D B ) +e ( F `  B ) ) )
117114, 116breqtrd 4471 1  |-  ( ( ( D  e.  ( *Met `  X
)  /\  S  C_  X
)  /\  ( A  e.  X  /\  B  e.  X ) )  -> 
( F `  A
)  <_  ( ( A D B ) +e ( F `  B ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    = wceq 1379    e. wcel 1767    =/= wne 2662    i^i cin 3475    C_ wss 3476   (/)c0 3785   class class class wbr 4447    |-> cmpt 4505   `'ccnv 4998   ran crn 5000   -->wf 5584   ` cfv 5588  (class class class)co 6285   supcsup 7901   RRcr 9492   0cc0 9493   +oocpnf 9626   -oocmnf 9627   RR*cxr 9628    < clt 9629    <_ cle 9630    - cmin 9806    -ecxne 11316   +ecxad 11317   [,]cicc 11533   *Metcxmt 18214   ballcbl 18216
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6577  ax-cnex 9549  ax-resscn 9550  ax-1cn 9551  ax-icn 9552  ax-addcl 9553  ax-addrcl 9554  ax-mulcl 9555  ax-mulrcl 9556  ax-mulcom 9557  ax-addass 9558  ax-mulass 9559  ax-distr 9560  ax-i2m1 9561  ax-1ne0 9562  ax-1rid 9563  ax-rnegex 9564  ax-rrecex 9565  ax-cnre 9566  ax-pre-lttri 9567  ax-pre-lttrn 9568  ax-pre-ltadd 9569  ax-pre-mulgt0 9570  ax-pre-sup 9571
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-op 4034  df-uni 4246  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-riota 6246  df-ov 6288  df-oprab 6289  df-mpt2 6290  df-1st 6785  df-2nd 6786  df-er 7312  df-ec 7314  df-map 7423  df-en 7518  df-dom 7519  df-sdom 7520  df-sup 7902  df-pnf 9631  df-mnf 9632  df-xr 9633  df-ltxr 9634  df-le 9635  df-sub 9808  df-neg 9809  df-div 10208  df-2 10595  df-rp 11222  df-xneg 11319  df-xadd 11320  df-xmul 11321  df-icc 11537  df-psmet 18222  df-xmet 18223  df-bl 18225
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