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Theorem minveclem3b 19282
Description: Lemma for minvec 19290. The set of vectors within a fixed distance of the infimum forms a filter base. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
minvec.x  |-  X  =  ( Base `  U
)
minvec.m  |-  .-  =  ( -g `  U )
minvec.n  |-  N  =  ( norm `  U
)
minvec.u  |-  ( ph  ->  U  e.  CPreHil )
minvec.y  |-  ( ph  ->  Y  e.  ( LSubSp `  U ) )
minvec.w  |-  ( ph  ->  ( Us  Y )  e. CMetSp )
minvec.a  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
minvec.j  |-  J  =  ( TopOpen `  U )
minvec.r  |-  R  =  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
minvec.s  |-  S  =  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )
minvec.d  |-  D  =  ( ( dist `  U
)  |`  ( X  X.  X ) )
minvec.f  |-  F  =  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )
Assertion
Ref Expression
minveclem3b  |-  ( ph  ->  F  e.  ( fBas `  Y ) )
Distinct variable groups:    y,  .-    y, r, A    J, r,
y    y, F    y, N    ph, r, y    y, R   
y, U    X, r,
y    Y, r, y    D, r, y    S, r, y
Allowed substitution hints:    R( r)    U( r)    F( r)    .- ( r)    N( r)

Proof of Theorem minveclem3b
Dummy variables  w  s  t  u  v are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 minvec.f . . 3  |-  F  =  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )
2 ssrab2 3388 . . . . . 6  |-  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  C_  Y
3 minvec.y . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  Y  e.  ( LSubSp `  U ) )
43adantr 452 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  Y  e.  ( LSubSp `  U )
)
5 elpw2g 4323 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  ( LSubSp `  U
)  ->  ( {
y  e.  Y  | 
( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  e.  ~P Y  <->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) }  C_  Y )
)
64, 5syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( {
y  e.  Y  | 
( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  e.  ~P Y  <->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) }  C_  Y )
)
72, 6mpbiri 225 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  { y  e.  Y  |  (
( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  e.  ~P Y )
8 eqid 2404 . . . . 5  |-  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )  =  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )
97, 8fmptd 5852 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } ) : RR+ --> ~P Y )
10 frn 5556 . . . 4  |-  ( ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) : RR+ --> ~P Y  ->  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  C_  ~P Y )
119, 10syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  C_  ~P Y )
121, 11syl5eqss 3352 . 2  |-  ( ph  ->  F  C_  ~P Y
)
13 1rp 10572 . . . . . 6  |-  1  e.  RR+
14 fdm 5554 . . . . . . 7  |-  ( ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) : RR+ --> ~P Y  ->  dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  =  RR+ )
159, 14syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  = 
RR+ )
1613, 15syl5eleqr 2491 . . . . 5  |-  ( ph  ->  1  e.  dom  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) )
17 ne0i 3594 . . . . 5  |-  ( 1  e.  dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )  ->  dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  =/=  (/) )
1816, 17syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  =/=  (/) )
19 dm0rn0 5045 . . . . . 6  |-  ( dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  =  (/)  <->  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  =  (/) )
201eqeq1i 2411 . . . . . 6  |-  ( F  =  (/)  <->  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  =  (/) )
2119, 20bitr4i 244 . . . . 5  |-  ( dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  =  (/)  <->  F  =  (/) )
2221necon3bii 2599 . . . 4  |-  ( dom  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  =/=  (/)  <->  F  =/=  (/) )
2318, 22sylib 189 . . 3  |-  ( ph  ->  F  =/=  (/) )
24 minvec.x . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  X  =  ( Base `  U
)
25 minvec.m . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  .-  =  ( -g `  U )
26 minvec.n . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  N  =  ( norm `  U
)
27 minvec.u . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  U  e.  CPreHil )
28 minvec.w . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( Us  Y )  e. CMetSp )
29 minvec.a . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
30 minvec.j . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  J  =  ( TopOpen `  U )
31 minvec.r . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  R  =  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
32 minvec.s . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  S  =  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )
3324, 25, 26, 27, 3, 28, 29, 30, 31, 32minveclem4c 19279 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  S  e.  RR )
3433resqcld 11504 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( S ^ 2 )  e.  RR )
35 ltaddrp 10600 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( S ^ 2 )  e.  RR  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( S ^ 2 )  <  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
3634, 35sylan 458 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( S ^ 2 )  < 
( ( S ^
2 )  +  r ) )
3734adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( S ^ 2 )  e.  RR )
38 rpre 10574 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e.  RR )
3938adantl 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  r  e.  RR )
4037, 39readdcld 9071 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( S ^ 2 )  +  r )  e.  RR )
4140recnd 9070 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( S ^ 2 )  +  r )  e.  CC )
4241sqsqrd 12196 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) ^
2 )  =  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
4336, 42breqtrrd 4198 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( S ^ 2 )  < 
( ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) ^ 2 ) )
4424, 25, 26, 27, 3, 28, 29, 30, 31minveclem1 19278 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
4544simp1d 969 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  R  C_  RR )
4645adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  R  C_  RR )
4744simp2d 970 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  R  =/=  (/) )
4847adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  R  =/=  (/) )
49 0re 9047 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  0  e.  RR
5044simp3d 971 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  A. w  e.  R 
0  <_  w )
51 breq1 4175 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( y  =  0  ->  (
y  <_  w  <->  0  <_  w ) )
5251ralbidv 2686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( y  =  0  ->  ( A. w  e.  R  y  <_  w  <->  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
5352rspcev 3012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A. w  e.  R  0  <_  w )  ->  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w )
5449, 50, 53sylancr 645 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w )
5554adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w
)
56 infmrcl 9943 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w
)  ->  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
5746, 48, 55, 56syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
5832, 57syl5eqel 2488 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  S  e.  RR )
5949a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  e.  RR )
6058sqge0d 11505 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <_  ( S ^ 2 ) )
6159, 37, 40, 60, 36lelttrd 9184 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
6259, 40, 61ltled 9177 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
6340, 62resqrcld 12175 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  e.  RR )
6450adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  A. w  e.  R  0  <_  w )
65 infmrgelb 9944 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w )  /\  0  e.  RR )  ->  (
0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
6646, 48, 55, 59, 65syl31anc 1187 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( 0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R 
0  <_  w )
)
6764, 66mpbird 224 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  ) )
6867, 32syl6breqr 4212 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <_  S )
6940, 62sqrge0d 12178 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  0  <_  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) )
7058, 63, 68, 69lt2sqd 11512 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( S  <  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <->  ( S ^
2 )  <  (
( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) ^ 2 ) ) )
7143, 70mpbird 224 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  S  <  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) )
7258, 63ltnled 9176 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( S  <  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <->  -.  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  S
) )
7371, 72mpbid 202 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  -.  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  S )
7432breq2i 4180 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  S  <->  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  ) )
75 infmrgelb 9944 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. y  e.  RR  A. w  e.  R  y  <_  w )  /\  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  e.  RR )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  w
) )
7646, 48, 55, 63, 75syl31anc 1187 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  w
) )
7731raleqi 2868 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. w  e.  R  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  w 
<-> 
A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  w )
78 fvex 5701 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N `
 ( A  .-  y ) )  e. 
_V
7978rgenw 2733 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  A. y  e.  Y  ( N `  ( A  .-  y
) )  e.  _V
80 eqid 2404 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( y  e.  Y  |->  ( N `
 ( A  .-  y ) ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
81 breq2 4176 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( w  =  ( N `  ( A  .-  y ) )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  w 
<->  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y
) ) ) )
8280, 81ralrnmpt 5837 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A  .-  y ) )  e. 
_V  ->  ( A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  w  <->  A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) )
8379, 82ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `
 ( A  .-  y ) ) ) ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  w  <->  A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
8477, 83bitri 241 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( A. w  e.  R  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  w 
<-> 
A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
8576, 84syl6bb 253 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) )
8674, 85syl5bb 249 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  S 
<-> 
A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) )
8773, 86mtbid 292 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  -.  A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
88 rexnal 2677 . . . . . . . . . . 11  |-  ( E. y  e.  Y  -.  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) )  <->  -.  A. y  e.  Y  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
8987, 88sylibr 204 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  Y  -.  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_ 
( N `  ( A  .-  y ) ) )
9063adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  e.  RR )
91 cphngp 19089 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( U  e.  CPreHil  ->  U  e. NrmGrp )
9227, 91syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  U  e. NrmGrp )
93 ngpms 18600 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( U  e. NrmGrp  ->  U  e.  MetSp )
94 minvec.d . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  D  =  ( ( dist `  U
)  |`  ( X  X.  X ) )
9524, 94msmet 18440 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( U  e.  MetSp  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
9692, 93, 953syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
9796ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  D  e.  ( Met `  X
) )
9829ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  A  e.  X )
99 eqid 2404 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( LSubSp `  U )  =  (
LSubSp `  U )
10024, 99lssss 15968 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( Y  e.  ( LSubSp `  U
)  ->  Y  C_  X
)
1014, 100syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  Y  C_  X
)
102101sselda 3308 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  y  e.  X )
103 metcl 18315 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  ( A D y )  e.  RR )
10497, 98, 102, 103syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A D y )  e.  RR )
10569adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  0  <_  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) )
106 metge0 18328 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  A  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  0  <_  ( A D y ) )
10797, 98, 102, 106syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  0  <_  ( A D y ) )
10890, 104, 105, 107le2sqd 11513 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( A D y )  <->  ( ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) ^
2 )  <_  (
( A D y ) ^ 2 ) ) )
10994oveqi 6053 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( A D y )  =  ( A ( (
dist `  U )  |`  ( X  X.  X
) ) y )
11098, 102ovresd 6173 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A ( ( dist `  U )  |`  ( X  X.  X ) ) y )  =  ( A ( dist `  U
) y ) )
111109, 110syl5eq 2448 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A D y )  =  ( A ( dist `  U ) y ) )
11292ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  U  e. NrmGrp )
113 eqid 2404 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( dist `  U )  =  (
dist `  U )
11426, 24, 25, 113ngpds 18603 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( U  e. NrmGrp  /\  A  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  ( A ( dist `  U
) y )  =  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
115112, 98, 102, 114syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A ( dist `  U
) y )  =  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
116111, 115eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A D y )  =  ( N `  ( A  .-  y ) ) )
117116breq2d 4184 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( A D y )  <->  ( sqr `  ( ( S ^
2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) ) ) )
11842adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) ^ 2 )  =  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
119118breq1d 4182 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) ^ 2 )  <_  ( ( A D y ) ^
2 )  <->  ( ( S ^ 2 )  +  r )  <_  (
( A D y ) ^ 2 ) ) )
120108, 117, 1193bitr3d 275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y
) )  <->  ( ( S ^ 2 )  +  r )  <_  (
( A D y ) ^ 2 ) ) )
121120notbid 286 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( -.  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y
) )  <->  -.  (
( S ^ 2 )  +  r )  <_  ( ( A D y ) ^
2 ) ) )
12240adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( S ^ 2 )  +  r )  e.  RR )
123104resqcld 11504 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( A D y ) ^ 2 )  e.  RR )
124122, 123letrid 9179 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( ( S ^
2 )  +  r )  <_  ( ( A D y ) ^
2 )  \/  (
( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) )
125124ord 367 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( -.  ( ( S ^
2 )  +  r )  <_  ( ( A D y ) ^
2 )  ->  (
( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) )
126121, 125sylbid 207 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( -.  ( sqr `  (
( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y
) )  ->  (
( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) ) )
127126reximdva 2778 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( E. y  e.  Y  -.  ( sqr `  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )  <_  ( N `  ( A  .-  y ) )  ->  E. y  e.  Y  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) )
12889, 127mpd 15 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  Y  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) )
129 rabn0 3607 . . . . . . . . 9  |-  ( { y  e.  Y  | 
( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  =/=  (/)  <->  E. y  e.  Y  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) )
130128, 129sylibr 204 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  { y  e.  Y  |  (
( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) }  =/=  (/) )
131130necomd 2650 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  (/)  =/=  {
y  e.  Y  | 
( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )
132131neneqd 2583 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  -.  (/)  =  {
y  e.  Y  | 
( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )
133132nrexdv 2769 . . . . 5  |-  ( ph  ->  -.  E. r  e.  RR+  (/)  =  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )
1341eleq2i 2468 . . . . . 6  |-  ( (/)  e.  F  <->  (/)  e.  ran  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) )
135 0ex 4299 . . . . . . 7  |-  (/)  e.  _V
1368elrnmpt 5076 . . . . . . 7  |-  ( (/)  e.  _V  ->  ( (/)  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )  <->  E. r  e.  RR+  (/)  =  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) )
137135, 136ax-mp 8 . . . . . 6  |-  ( (/)  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )  <->  E. r  e.  RR+  (/)  =  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } )
138134, 137bitri 241 . . . . 5  |-  ( (/)  e.  F  <->  E. r  e.  RR+  (/)  =  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } )
139133, 138sylnibr 297 . . . 4  |-  ( ph  ->  -.  (/)  e.  F )
140 df-nel 2570 . . . 4  |-  ( (/)  e/  F  <->  -.  (/)  e.  F
)
141139, 140sylibr 204 . . 3  |-  ( ph  -> 
(/)  e/  F )
14258adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  S  e.  RR )
143142resqcld 11504 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  ( S ^ 2 )  e.  RR )
14439adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  r  e.  RR )
145123, 143, 144lesubadd2d 9581 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r  <->  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) ) )
146145rabbidva 2907 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  r  e.  RR+ )  ->  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r }  =  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  r ) } )
147146mpteq2dva 4255 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r }
)  =  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  r ) } ) )
148147rneqd 5056 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
r } )  =  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( A D y ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  r ) } ) )
149148, 1syl6reqr 2455 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  F  =  ran  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } ) )
150149eleq2d 2471 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( u  e.  F  <->  u  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } ) ) )
151 vex 2919 . . . . . . . 8  |-  u  e. 
_V
152 breq2 4176 . . . . . . . . . . 11  |-  ( r  =  s  ->  (
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r  <->  ( (
( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
s ) )
153152rabbidv 2908 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  s  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r }  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }
)
154153cbvmptv 4260 . . . . . . . . 9  |-  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  =  ( s  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
s } )
155154elrnmpt 5076 . . . . . . . 8  |-  ( u  e.  _V  ->  (
u  e.  ran  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  <->  E. s  e.  RR+  u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }
) )
156151, 155ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  ( u  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  <->  E. s  e.  RR+  u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }
)
157150, 156syl6bb 253 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( u  e.  F  <->  E. s  e.  RR+  u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }
) )
158149eleq2d 2471 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( v  e.  F  <->  v  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } ) ) )
159 vex 2919 . . . . . . . 8  |-  v  e. 
_V
160 breq2 4176 . . . . . . . . . . 11  |-  ( r  =  t  ->  (
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r  <->  ( (
( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
t ) )
161160rabbidv 2908 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  t  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r }  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
)
162161cbvmptv 4260 . . . . . . . . 9  |-  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  =  ( t  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
t } )
163162elrnmpt 5076 . . . . . . . 8  |-  ( v  e.  _V  ->  (
v  e.  ran  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  <->  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
) )
164159, 163ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  ( v  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  <->  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
)
165158, 164syl6bb 253 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( v  e.  F  <->  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
) )
166157, 165anbi12d 692 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( u  e.  F  /\  v  e.  F )  <->  ( E. s  e.  RR+  u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } ) ) )
167 reeanv 2835 . . . . . 6  |-  ( E. s  e.  RR+  E. t  e.  RR+  ( u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  <-> 
( E. s  e.  RR+  u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
) )
16896ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
16929ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  A  e.  X )
1703, 100syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  Y  C_  X )
171170adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  Y  C_  X )
172171sselda 3308 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  y  e.  X )
173168, 169, 172, 103syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( A D y )  e.  RR )
174173resqcld 11504 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( ( A D y ) ^ 2 )  e.  RR )
17534ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( S ^ 2 )  e.  RR )
176174, 175resubcld 9421 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  e.  RR )
177 simplrl 737 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  s  e.  RR+ )
178177rpred 10604 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  s  e.  RR )
179 simplrr 738 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  t  e.  RR+ )
180179rpred 10604 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  t  e.  RR )
181 lemin 10735 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  e.  RR  /\  s  e.  RR  /\  t  e.  RR )  ->  (
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t )  <->  ( (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) ) )
182176, 178, 180, 181syl3anc 1184 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  /\  y  e.  Y )  ->  ( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if (
s  <_  t , 
s ,  t )  <-> 
( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  ( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) ) )
183182rabbidva 2907 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) }  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) } )
184 ifcl 3735 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ )  ->  if ( s  <_  t ,  s ,  t )  e.  RR+ )
185184adantl 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  if ( s  <_  t ,  s ,  t )  e.  RR+ )
1863adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  Y  e.  ( LSubSp `  U )
)
187 rabexg 4313 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( Y  e.  ( LSubSp `  U
)  ->  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) }  e.  _V )
188186, 187syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) }  e.  _V )
189 eqid 2404 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } )  =  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
r } )
190 breq2 4176 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( r  =  if ( s  <_  t ,  s ,  t )  -> 
( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r  <->  ( (
( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) ) )
191190rabbidv 2908 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  =  if ( s  <_  t ,  s ,  t )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r }  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if (
s  <_  t , 
s ,  t ) } )
192189, 191elrnmpt1s 5077 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( if ( s  <_ 
t ,  s ,  t )  e.  RR+  /\ 
{ y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if (
s  <_  t , 
s ,  t ) }  e.  _V )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if (
s  <_  t , 
s ,  t ) }  e.  ran  (
r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } ) )
193185, 188, 192syl2anc 643 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) }  e.  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  r } ) )
194149adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  F  =  ran  ( r  e.  RR+  |->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
r } ) )
195193, 194eleqtrrd 2481 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  if ( s  <_  t ,  s ,  t ) }  e.  F )
196183, 195eqeltrrd 2479 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  { y  e.  Y  |  ( ( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) }  e.  F )
197 ineq12 3497 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( u  i^i  v )  =  ( { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  i^i  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
) )
198 inrab 3573 . . . . . . . . . . 11  |-  ( { y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  i^i  { y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) }
199197, 198syl6eq 2452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( u  i^i  v )  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s  /\  ( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t ) } )
200199eleq1d 2470 . . . . . . . . 9  |-  ( ( u  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( ( u  i^i  v )  e.  F  <->  { y  e.  Y  |  ( ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
s  /\  ( (
( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^
2 ) )  <_ 
t ) }  e.  F ) )
201196, 200syl5ibrcom 214 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  (
( u  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( u  i^i  v )  e.  F
) )
202151inex1 4304 . . . . . . . . . 10  |-  ( u  i^i  v )  e. 
_V
203202pwid 3772 . . . . . . . . 9  |-  ( u  i^i  v )  e. 
~P ( u  i^i  v )
204 inelcm 3642 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( u  i^i  v
)  e.  F  /\  ( u  i^i  v
)  e.  ~P (
u  i^i  v )
)  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v ) )  =/=  (/) )
205203, 204mpan2 653 . . . . . . . 8  |-  ( ( u  i^i  v )  e.  F  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v ) )  =/=  (/) )
206201, 205syl6 31 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( s  e.  RR+  /\  t  e.  RR+ ) )  ->  (
( u  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v
) )  =/=  (/) ) )
207206rexlimdvva 2797 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( E. s  e.  RR+  E. t  e.  RR+  ( u  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  v  =  { y  e.  Y  |  (
( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t } )  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v
) )  =/=  (/) ) )
208167, 207syl5bir 210 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( E. s  e.  RR+  u  =  {
y  e.  Y  | 
( ( ( A D y ) ^
2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  s }  /\  E. t  e.  RR+  v  =  { y  e.  Y  |  ( ( ( A D y ) ^ 2 )  -  ( S ^ 2 ) )  <_  t }
)  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v ) )  =/=  (/) ) )
209166, 208sylbid 207 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( u  e.  F  /\  v  e.  F )  ->  ( F  i^i  ~P ( u  i^i  v ) )  =/=  (/) ) )
210209ralrimivv 2757 . . 3  |-  ( ph  ->  A. u  e.  F  A. v  e.  F  ( F  i^i  ~P (
u  i^i  v )
)  =/=  (/) )
21123, 141, 2103jca 1134 . 2  |-  ( ph  ->  ( F  =/=  (/)  /\  (/)  e/  F  /\  A. u  e.  F  A. v  e.  F  ( F  i^i  ~P (
u  i^i  v )
)  =/=  (/) ) )
212 isfbas 17814 . . 3  |-  ( Y  e.  ( LSubSp `  U
)  ->  ( F  e.  ( fBas `  Y
)  <->  ( F  C_  ~P Y  /\  ( F  =/=  (/)  /\  (/)  e/  F  /\  A. u  e.  F  A. v  e.  F  ( F  i^i  ~P (
u  i^i  v )
)  =/=  (/) ) ) ) )
2133, 212syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  ( F  e.  (
fBas `  Y )  <->  ( F  C_  ~P Y  /\  ( F  =/=  (/)  /\  (/)  e/  F  /\  A. u  e.  F  A. v  e.  F  ( F  i^i  ~P (
u  i^i  v )
)  =/=  (/) ) ) ) )
21412, 211, 213mpbir2and 889 1  |-  ( ph  ->  F  e.  ( fBas `  Y ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567    e/ wnel 2568   A.wral 2666   E.wrex 2667   {crab 2670   _Vcvv 2916    i^i cin 3279    C_ wss 3280   (/)c0 3588   ifcif 3699   ~Pcpw 3759   class class class wbr 4172    e. cmpt 4226    X. cxp 4835   `'ccnv 4836   dom cdm 4837   ran crn 4838    |` cres 4839   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   supcsup 7403   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    + caddc 8949    < clt 9076    <_ cle 9077    - cmin 9247   2c2 10005   RR+crp 10568   ^cexp 11337   sqrcsqr 11993   Basecbs 13424   ↾s cress 13425   distcds 13493   TopOpenctopn 13604   -gcsg 14643   LSubSpclss 15963   Metcme 16642   fBascfbas 16644   MetSpcmt 18301   normcnm 18577  NrmGrpcngp 18578   CPreHilccph 19082  CMetSpccms 19238
This theorem is referenced by:  minveclem3  19283  minveclem4a  19284  minveclem4  19286
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-er 6864  df-map 6979  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-sup 7404  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-n0 10178  df-z 10239  df-uz 10445  df-q 10531  df-rp 10569  df-xneg 10666  df-xadd 10667  df-xmul 10668  df-seq 11279  df-exp 11338  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-topgen 13622  df-0g 13682  df-mnd 14645  df-grp 14767  df-minusg 14768  df-sbg 14769  df-lmod 15907  df-lss 15964  df-psmet 16649  df-xmet 16650  df-met 16651  df-bl 16652  df-mopn 16653  df-fbas 16654  df-top 16918  df-bases 16920  df-topon 16921  df-topsp 16922  df-xms 18303  df-ms 18304  df-nm 18583  df-ngp 18584  df-nlm 18587  df-cph 19084
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