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Theorem minvecolem7 24106
Description: Lemma for minveco 24107. Since any two minimal points are distance zero away from each other, the minimal point is unique. (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
minvecolem7  |-  ( ph  ->  E! x  e.  Y  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 minvecolem7
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 minveco.x . . 3  |-  X  =  ( BaseSet `  U )
2 minveco.m . . 3  |-  M  =  ( -v `  U
)
3 minveco.n . . 3  |-  N  =  ( normCV `  U )
4 minveco.y . . 3  |-  Y  =  ( BaseSet `  W )
5 minveco.u . . 3  |-  ( ph  ->  U  e.  CPreHil OLD )
6 minveco.w . . 3  |-  ( ph  ->  W  e.  ( (
SubSp `  U )  i^i 
CBan ) )
7 minveco.a . . 3  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
8 minveco.d . . 3  |-  D  =  ( IndMet `  U )
9 minveco.j . . 3  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
10 minveco.r . . 3  |-  R  =  ran  ( y  e.  Y  |->  ( N `  ( A M y ) ) )
11 minveco.s . . 3  |-  S  =  sup ( R ,  RR ,  `'  <  )
121, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11minvecolem5 24104 . 2  |-  ( ph  ->  E. x  e.  Y  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )
135ad2antrr 718 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  U  e.  CPreHil OLD )
146ad2antrr 718 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  W  e.  ( ( SubSp `  U )  i^i  CBan ) )
157ad2antrr 718 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  A  e.  X
)
16 0re 9373 . . . . . . 7  |-  0  e.  RR
1716a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  0  e.  RR )
18 0le0 10398 . . . . . . 7  |-  0  <_  0
1918a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  0  <_  0
)
20 simplrl 752 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  x  e.  Y
)
21 simplrr 753 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  w  e.  Y
)
22 simprl 748 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  ( ( A D x ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  0 ) )
23 simprr 749 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  ( ( A D w ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  0 ) )
241, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 8, 9, 10, 11, 17, 19, 20, 21, 22, 23minvecolem2 24098 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  Y  /\  w  e.  Y )
)  /\  ( (
( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  /\  (
( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 ) ) )  ->  ( ( x D w ) ^
2 )  <_  (
4  x.  0 ) )
2524ex 434 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( ( A D x ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  0 )  /\  ( ( A D w ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  0 ) )  ->  (
( x D w ) ^ 2 )  <_  ( 4  x.  0 ) ) )
261, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11minvecolem6 24105 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  Y )  ->  (
( ( A D x ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
2726adantrr 709 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( A D x ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
281, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11minvecolem6 24105 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  w  e.  Y )  ->  (
( ( A D w ) ^ 2 )  <_  ( ( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
2928adantrl 708 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( A D w ) ^
2 )  <_  (
( S ^ 2 )  +  0 )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
3027, 29anbi12d 703 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( ( A D x ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  0 )  /\  ( ( A D w ) ^ 2 )  <_ 
( ( S ^
2 )  +  0 ) )  <->  ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  /\  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) ) )
31 4cn 10386 . . . . . . 7  |-  4  e.  CC
3231mul01i 9546 . . . . . 6  |-  ( 4  x.  0 )  =  0
3332breq2i 4288 . . . . 5  |-  ( ( ( x D w ) ^ 2 )  <_  ( 4  x.  0 )  <->  ( (
x D w ) ^ 2 )  <_ 
0 )
34 phnv 24036 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( U  e.  CPreHil OLD  ->  U  e.  NrmCVec )
355, 34syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  U  e.  NrmCVec )
3635adantr 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  U  e.  NrmCVec )
371, 8imsmet 23904 . . . . . . . . . 10  |-  ( U  e.  NrmCVec  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
3836, 37syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
39 inss1 3558 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
SubSp `  U )  i^i 
CBan )  C_  ( SubSp `  U )
4039, 6sseldi 3342 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  W  e.  ( SubSp `  U ) )
41 eqid 2433 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( SubSp `  U )  =  (
SubSp `  U )
421, 4, 41sspba 23947 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( U  e.  NrmCVec  /\  W  e.  ( SubSp `  U )
)  ->  Y  C_  X
)
4335, 40, 42syl2anc 654 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  Y  C_  X )
4443adantr 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  Y  C_  X )
45 simprl 748 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  x  e.  Y )
4644, 45sseldd 3345 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  x  e.  X )
47 simprr 749 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  w  e.  Y )
4844, 47sseldd 3345 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  ->  w  e.  X )
49 metcl 19748 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  w  e.  X )  ->  (
x D w )  e.  RR )
5038, 46, 48, 49syl3anc 1211 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( x D w )  e.  RR )
5150sqge0d 12018 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
0  <_  ( (
x D w ) ^ 2 ) )
5251biantrud 504 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  <_  0  <->  ( ( ( x D w ) ^ 2 )  <_  0  /\  0  <_  ( ( x D w ) ^
2 ) ) ) )
5350resqcld 12017 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( x D w ) ^ 2 )  e.  RR )
54 letri3 9447 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( x D w ) ^ 2 )  e.  RR  /\  0  e.  RR )  ->  ( ( ( x D w ) ^
2 )  =  0  <-> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  <_  0  /\  0  <_  ( ( x D w ) ^ 2 ) ) ) )
5553, 16, 54sylancl 655 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  =  0  <-> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  <_  0  /\  0  <_  ( ( x D w ) ^ 2 ) ) ) )
5650recnd 9399 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( x D w )  e.  CC )
57 sqeq0 11913 . . . . . . . 8  |-  ( ( x D w )  e.  CC  ->  (
( ( x D w ) ^ 2 )  =  0  <->  (
x D w )  =  0 ) )
5856, 57syl 16 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  =  0  <-> 
( x D w )  =  0 ) )
59 meteq0 19755 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  w  e.  X )  ->  (
( x D w )  =  0  <->  x  =  w ) )
6038, 46, 48, 59syl3anc 1211 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( x D w )  =  0  <-> 
x  =  w ) )
6158, 60bitrd 253 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  =  0  <-> 
x  =  w ) )
6252, 55, 613bitr2d 281 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  <_  0  <->  x  =  w ) )
6333, 62syl5bb 257 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( ( x D w ) ^
2 )  <_  (
4  x.  0 )  <-> 
x  =  w ) )
6425, 30, 633imtr3d 267 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  Y  /\  w  e.  Y ) )  -> 
( ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  /\  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )  ->  x  =  w )
)
6564ralrimivva 2798 . 2  |-  ( ph  ->  A. x  e.  Y  A. w  e.  Y  ( ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  /\  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )  ->  x  =  w )
)
66 oveq2 6088 . . . . . 6  |-  ( x  =  w  ->  ( A M x )  =  ( A M w ) )
6766fveq2d 5683 . . . . 5  |-  ( x  =  w  ->  ( N `  ( A M x ) )  =  ( N `  ( A M w ) ) )
6867breq1d 4290 . . . 4  |-  ( x  =  w  ->  (
( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  <->  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
6968ralbidv 2725 . . 3  |-  ( x  =  w  ->  ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  <->  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) ) )
7069reu4 3142 . 2  |-  ( E! x  e.  Y  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  <->  ( E. x  e.  Y  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  /\  A. x  e.  Y  A. w  e.  Y  ( ( A. y  e.  Y  ( N `  ( A M x ) )  <_  ( N `  ( A M y ) )  /\  A. y  e.  Y  ( N `  ( A M w ) )  <_  ( N `  ( A M y ) ) )  ->  x  =  w ) ) )
7112, 65, 70sylanbrc 657 1  |-  ( ph  ->  E! x  e.  Y  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    = wceq 1362    e. wcel 1755   A.wral 2705   E.wrex 2706   E!wreu 2707    i^i cin 3315    C_ wss 3316   class class class wbr 4280    e. cmpt 4338   `'ccnv 4826   ran crn 4828   ` cfv 5406  (class class class)co 6080   supcsup 7678   CCcc 9267   RRcr 9268   0cc0 9269    + caddc 9272    x. cmul 9274    < clt 9405    <_ cle 9406   2c2 10358   4c4 10360   ^cexp 11848   Metcme 17645   MetOpencmopn 17649   NrmCVeccnv 23784   BaseSetcba 23786   -vcnsb 23789   normCVcnmcv 23790   IndMetcims 23791   SubSpcss 23941   CPreHil OLDccphlo 24034   CBanccbn 24085
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1594  ax-4 1605  ax-5 1669  ax-6 1707  ax-7 1727  ax-8 1757  ax-9 1759  ax-10 1774  ax-11 1779  ax-12 1791  ax-13 1942  ax-ext 2414  ax-rep 4391  ax-sep 4401  ax-nul 4409  ax-pow 4458  ax-pr 4519  ax-un 6361  ax-inf2 7835  ax-cc 8592  ax-cnex 9325  ax-resscn 9326  ax-1cn 9327  ax-icn 9328  ax-addcl 9329  ax-addrcl 9330  ax-mulcl 9331  ax-mulrcl 9332  ax-mulcom 9333  ax-addass 9334  ax-mulass 9335  ax-distr 9336  ax-i2m1 9337  ax-1ne0 9338  ax-1rid 9339  ax-rnegex 9340  ax-rrecex 9341  ax-cnre 9342  ax-pre-lttri 9343  ax-pre-lttrn 9344  ax-pre-ltadd 9345  ax-pre-mulgt0 9346  ax-pre-sup 9347  ax-addf 9348  ax-mulf 9349
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 959  df-3an 960  df-tru 1365  df-ex 1590  df-nf 1593  df-sb 1700  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2420  df-cleq 2426  df-clel 2429  df-nfc 2558  df-ne 2598  df-nel 2599  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rmo 2713  df-rab 2714  df-v 2964  df-sbc 3176  df-csb 3277  df-dif 3319  df-un 3321  df-in 3323  df-ss 3330  df-pss 3332  df-nul 3626  df-if 3780  df-pw 3850  df-sn 3866  df-pr 3868  df-tp 3870  df-op 3872  df-uni 4080  df-int 4117  df-iun 4161  df-iin 4162  df-br 4281  df-opab 4339  df-mpt 4340  df-tr 4374  df-eprel 4619  df-id 4623  df-po 4628  df-so 4629  df-fr 4666  df-we 4668  df-ord 4709  df-on 4710  df-lim 4711  df-suc 4712  df-xp 4833  df-rel 4834  df-cnv 4835  df-co 4836  df-dm 4837  df-rn 4838  df-res 4839  df-ima 4840  df-iota 5369  df-fun 5408  df-fn 5409  df-f 5410  df-f1 5411  df-fo 5412  df-f1o 5413  df-fv 5414  df-isom 5415  df-riota 6039  df-ov 6083  df-oprab 6084  df-mpt2 6085  df-om 6466  df-1st 6566  df-2nd 6567  df-recs 6818  df-rdg 6852  df-oadd 6912  df-er 7089  df-map 7204  df-pm 7205  df-en 7299  df-dom 7300  df-sdom 7301  df-fin 7302  df-fi 7649  df-sup 7679  df-pnf 9407  df-mnf 9408  df-xr 9409  df-ltxr 9410  df-le 9411  df-sub 9584  df-neg 9585  df-div 9981  df-nn 10310  df-2 10367  df-3 10368  df-4 10369  df-n0 10567  df-z 10634  df-uz 10849  df-q 10941  df-rp 10979  df-xneg 11076  df-xadd 11077  df-xmul 11078  df-ico 11293  df-icc 11294  df-fl 11625  df-seq 11790  df-exp 11849  df-cj 12571  df-re 12572  df-im 12573  df-sqr 12707  df-abs 12708  df-rest 14343  df-topgen 14364  df-psmet 17652  df-xmet 17653  df-met 17654  df-bl 17655  df-mopn 17656  df-fbas 17657  df-fg 17658  df-top 18344  df-bases 18346  df-topon 18347  df-cld 18464  df-ntr 18465  df-cls 18466  df-nei 18543  df-lm 18674  df-haus 18760  df-fil 19260  df-fm 19352  df-flim 19353  df-flf 19354  df-cfil 20607  df-cau 20608  df-cmet 20609  df-grpo 23500  df-gid 23501  df-ginv 23502  df-gdiv 23503  df-ablo 23591  df-vc 23746  df-nv 23792  df-va 23795  df-ba 23796  df-sm 23797  df-0v 23798  df-vs 23799  df-nmcv 23800  df-ims 23801  df-ssp 23942  df-ph 24035  df-cbn 24086
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