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Theorem minvecolem6 24305
Description: Lemma for minveco 24307. Any minimal point is less than  S away from  A. (Contributed by Mario Carneiro, 9-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
minveco.x  |-  X  =  ( BaseSet `  U )
minveco.m  |-  M  =  ( -v `  U
)
minveco.n  |-  N  =  ( normCV `  U )
minveco.y  |-  Y  =  ( BaseSet `  W )
minveco.u  |-  ( ph  ->  U  e.  CPreHil OLD )
minveco.w  |-  ( ph  ->  W  e.  ( (
SubSp `  U )  i^i 
CBan ) )
minveco.a  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
minveco.d  |-  D  =  ( IndMet `  U )
minveco.j  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
minveco.r  |-  R  =  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) )
minveco.s  |-  S  =  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )
Assertion
Ref Expression
minvecolem6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( ( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, J    x, M, y    x, N, y    ph, x, y   
x, R    x, S, y    x, A, y    x, D, y    x, U, y   
x, W, y    x, X    x, Y, y
Allowed substitution hints:    R( y)    X( y)

Proof of Theorem minvecolem6
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 minveco.u . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  U  e.  CPreHil OLD )
2 phnv 24236 . . . . . . . 8  |-  ( U  e.  CPreHil OLD  ->  U  e.  NrmCVec )
31, 2syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U  e.  NrmCVec )
43adantr 465 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  U  e.  NrmCVec )
5 minveco.a . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
65adantr 465 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  A  e.  X )
7 inss1 3591 . . . . . . . . 9  |-  ( (
SubSp `  U )  i^i 
CBan )  C_  ( SubSp `  U )
8 minveco.w . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  W  e.  ( (
SubSp `  U )  i^i 
CBan ) )
97, 8sseldi 3375 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  W  e.  ( SubSp `  U ) )
10 minveco.x . . . . . . . . 9  |-  X  =  ( BaseSet `  U )
11 minveco.y . . . . . . . . 9  |-  Y  =  ( BaseSet `  W )
12 eqid 2443 . . . . . . . . 9  |-  ( SubSp `  U )  =  (
SubSp `  U )
1310, 11, 12sspba 24147 . . . . . . . 8  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  W  e.  ( SubSp `  U )
)  ->  Y  C_  X
)
143, 9, 13syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  Y  C_  X )
1514sselda 3377 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  x  e.  X )
16 minveco.m . . . . . . 7  |-  M  =  ( -v `  U
)
17 minveco.n . . . . . . 7  |-  N  =  ( normCV `  U )
18 minveco.d . . . . . . 7  |-  D  =  ( IndMet `  U )
1910, 16, 17, 18imsdval 24099 . . . . . 6  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  A  e.  X  /\  x  e.  X )  ->  ( A D x )  =  ( N `  ( A M x ) ) )
204, 6, 15, 19syl3anc 1218 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( A D x )  =  ( N `  ( A M x ) ) )
2120oveq1d 6127 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( A D x ) ^ 2 )  =  ( ( N `
 ( A M x ) ) ^
2 ) )
22 minveco.s . . . . . . . 8  |-  S  =  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )
23 minveco.j . . . . . . . . . . . 12  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
24 minveco.r . . . . . . . . . . . 12  |-  R  =  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) )
2510, 16, 17, 11, 1, 8, 5, 18, 23, 24minvecolem1 24297 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
2625adantr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
2726simp1d 1000 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  R  C_  RR )
2826simp2d 1001 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  R  =/=  (/) )
29 0red 9408 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  0  e.  RR )
3026simp3d 1002 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  A. w  e.  R  0  <_  w )
31 breq1 4316 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  0  ->  (
x  <_  w  <->  0  <_  w ) )
3231ralbidv 2756 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  0  ->  ( A. w  e.  R  x  <_  w  <->  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
3332rspcev 3094 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A. w  e.  R  0  <_  w )  ->  E. x  e.  RR  A. w  e.  R  x  <_  w )
3429, 30, 33syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  E. x  e.  RR  A. w  e.  R  x  <_  w
)
35 infmrcl 10330 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. w  e.  R  x  <_  w
)  ->  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
3627, 28, 34, 35syl3anc 1218 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
3722, 36syl5eqel 2527 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  S  e.  RR )
3837resqcld 12055 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( S ^ 2 )  e.  RR )
3938recnd 9433 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( S ^ 2 )  e.  CC )
4039addid1d 9590 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( S ^ 2 )  +  0 )  =  ( S ^
2 ) )
4121, 40breq12d 4326 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( ( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  ( ( N `  ( A M x ) ) ^ 2 )  <_ 
( S ^ 2 ) ) )
4210, 16nvmcl 24049 . . . . . 6  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  A  e.  X  /\  x  e.  X )  ->  ( A M x )  e.  X )
434, 6, 15, 42syl3anc 1218 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( A M x )  e.  X )
4410, 17nvcl 24069 . . . . 5  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  ( A M x )  e.  X )  ->  ( N `  ( A M x ) )  e.  RR )
454, 43, 44syl2anc 661 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  ( N `  ( A M x ) )  e.  RR )
4610, 17nvge0 24084 . . . . 5  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  ( A M x )  e.  X )  ->  0  <_  ( N `  ( A M x ) ) )
474, 43, 46syl2anc 661 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  0  <_  ( N `  ( A M x ) ) )
48 infmrgelb 10331 . . . . . . 7  |-  ( ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. w  e.  R  x  <_  w )  /\  0  e.  RR )  ->  (
0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
4927, 28, 34, 29, 48syl31anc 1221 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  0  <_  w ) )
5030, 49mpbird 232 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  0  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  ) )
5150, 22syl6breqr 4353 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  0  <_  S )
5245, 37, 47, 51le2sqd 12064 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( N `  ( A M x ) )  <_  S  <->  ( ( N `  ( A M x ) ) ^ 2 )  <_ 
( S ^ 2 ) ) )
5322breq2i 4321 . . . 4  |-  ( ( N `  ( A M x ) )  <_  S  <->  ( N `  ( A M x ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  ) )
54 infmrgelb 10331 . . . . 5  |-  ( ( ( R  C_  RR  /\  R  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. w  e.  R  x  <_  w )  /\  ( N `
 ( A M x ) )  e.  RR )  ->  (
( N `  ( A M x ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w ) )
5527, 28, 34, 45, 54syl31anc 1221 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( N `  ( A M x ) )  <_  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )  <->  A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w ) )
5653, 55syl5bb 257 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( N `  ( A M x ) )  <_  S  <->  A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w
) )
5741, 52, 563bitr2d 281 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( ( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w
) )
5824raleqi 2942 . . 3  |-  ( A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w  <->  A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) ) ( N `
 ( A M x ) )  <_  w )
59 fvex 5722 . . . . 5  |-  ( N `
 ( A M y ) )  e. 
_V
6059rgenw 2804 . . . 4  |-  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M y ) )  e.  _V
61 eqid 2443 . . . . 5  |-  ( y  e.  Y  |->  ( N `
 ( A M y ) ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) )
62 breq2 4317 . . . . 5  |-  ( w  =  ( N `  ( A M y ) )  ->  ( ( N `  ( A M x ) )  <_  w  <->  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
6361, 62ralrnmpt 5873 . . . 4  |-  ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M y ) )  e.  _V  ->  ( A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) ) ( N `  ( A M x ) )  <_  w  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
6460, 63ax-mp 5 . . 3  |-  ( A. w  e.  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `
 ( A M y ) ) ) ( N `  ( A M x ) )  <_  w  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )
6558, 64bitri 249 . 2  |-  ( A. w  e.  R  ( N `  ( A M x ) )  <_  w  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )
6657, 65syl6bb 261 1  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( ( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756    =/= wne 2620   A.wral 2736   E.wrex 2737   _Vcvv 2993    i^i cin 3348    C_ wss 3349   (/)c0 3658   class class class wbr 4313    e. cmpt 4371   `'ccnv 4860   ran crn 4862   ` cfv 5439  (class class class)co 6112   supcsup 7711   RRcr 9302   0cc0 9303    + caddc 9306    < clt 9439    <_ cle 9440   2c2 10392   ^cexp 11886   MetOpencmopn 17828   NrmCVeccnv 23984   BaseSetcba 23986   -vcnsb 23989   normCVcnmcv 23990   IndMetcims 23991   SubSpcss 24141   CPreHil OLDccphlo 24234   CBanccbn 24285
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-rep 4424  ax-sep 4434  ax-nul 4442  ax-pow 4491  ax-pr 4552  ax-un 6393  ax-cnex 9359  ax-resscn 9360  ax-1cn 9361  ax-icn 9362  ax-addcl 9363  ax-addrcl 9364  ax-mulcl 9365  ax-mulrcl 9366  ax-mulcom 9367  ax-addass 9368  ax-mulass 9369  ax-distr 9370  ax-i2m1 9371  ax-1ne0 9372  ax-1rid 9373  ax-rnegex 9374  ax-rrecex 9375  ax-cnre 9376  ax-pre-lttri 9377  ax-pre-lttrn 9378  ax-pre-ltadd 9379  ax-pre-mulgt0 9380  ax-pre-sup 9381
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 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2622  df-nel 2623  df-ral 2741  df-rex 2742  df-reu 2743  df-rmo 2744  df-rab 2745  df-v 2995  df-sbc 3208  df-csb 3310  df-dif 3352  df-un 3354  df-in 3356  df-ss 3363  df-pss 3365  df-nul 3659  df-if 3813  df-pw 3883  df-sn 3899  df-pr 3901  df-tp 3903  df-op 3905  df-uni 4113  df-iun 4194  df-br 4314  df-opab 4372  df-mpt 4373  df-tr 4407  df-eprel 4653  df-id 4657  df-po 4662  df-so 4663  df-fr 4700  df-we 4702  df-ord 4743  df-on 4744  df-lim 4745  df-suc 4746  df-xp 4867  df-rel 4868  df-cnv 4869  df-co 4870  df-dm 4871  df-rn 4872  df-res 4873  df-ima 4874  df-iota 5402  df-fun 5441  df-fn 5442  df-f 5443  df-f1 5444  df-fo 5445  df-f1o 5446  df-fv 5447  df-isom 5448  df-riota 6073  df-ov 6115  df-oprab 6116  df-mpt2 6117  df-om 6498  df-1st 6598  df-2nd 6599  df-recs 6853  df-rdg 6887  df-er 7122  df-en 7332  df-dom 7333  df-sdom 7334  df-sup 7712  df-pnf 9441  df-mnf 9442  df-xr 9443  df-ltxr 9444  df-le 9445  df-sub 9618  df-neg 9619  df-div 10015  df-nn 10344  df-2 10401  df-3 10402  df-n0 10601  df-z 10668  df-uz 10883  df-rp 11013  df-seq 11828  df-exp 11887  df-cj 12609  df-re 12610  df-im 12611  df-sqr 12745  df-abs 12746  df-grpo 23700  df-gid 23701  df-ginv 23702  df-gdiv 23703  df-ablo 23791  df-vc 23946  df-nv 23992  df-va 23995  df-ba 23996  df-sm 23997  df-0v 23998  df-vs 23999  df-nmcv 24000  df-ims 24001  df-ssp 24142  df-ph 24235  df-cbn 24286
This theorem is referenced by:  minvecolem7  24306
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