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Theorem totbndbnd 32185
Description: A totally bounded metric space is bounded. This theorem fails for extended metrics - a bounded extended metric is a metric, but there are totally bounded extended metrics that are not metrics (if we were to weaken istotbnd 32165 to only require that  M be an extended metric). A counterexample is the discrete extended metric (assigning distinct points distance +oo) on a finite set. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 12-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
totbndbnd  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) )

Proof of Theorem totbndbnd
Dummy variables  v 
d  w  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 totbndmet 32168 . 2  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
2 1rp 11329 . . 3  |-  1  e.  RR+
3 istotbnd3 32167 . . . 4  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  A. d  e.  RR+  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
d )  =  X ) )
43simprbi 471 . . 3  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  ->  A. d  e.  RR+  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
d )  =  X )
5 oveq2 6316 . . . . . . 7  |-  ( d  =  1  ->  (
x ( ball `  M
) d )  =  ( x ( ball `  M ) 1 ) )
65iuneq2d 4296 . . . . . 6  |-  ( d  =  1  ->  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
d )  =  U_ x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 ) )
76eqeq1d 2473 . . . . 5  |-  ( d  =  1  ->  ( U_ x  e.  v 
( x ( ball `  M ) d )  =  X  <->  U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
1 )  =  X ) )
87rexbidv 2892 . . . 4  |-  ( d  =  1  ->  ( E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v 
( x ( ball `  M ) d )  =  X  <->  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
1 )  =  X ) )
98rspcv 3132 . . 3  |-  ( 1  e.  RR+  ->  ( A. d  e.  RR+  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
d )  =  X  ->  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )
102, 4, 9mpsyl 64 . 2  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  ->  E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
1 )  =  X )
11 simplll 776 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  M  e.  ( Met `  X ) )
12 elfpw 7894 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  <->  ( v  C_  X  /\  v  e. 
Fin ) )
1312simplbi 467 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  ->  v  C_  X )
1413ad2antrl 742 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  v  C_  X )
1514sselda 3418 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  z  e.  X )
16 simpllr 777 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  y  e.  X )
17 metcl 21425 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  z  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  (
z M y )  e.  RR )
1811, 15, 16, 17syl3anc 1292 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( z M y )  e.  RR )
19 metge0 21438 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  z  e.  X  /\  y  e.  X )  ->  0  <_  ( z M y ) )
2011, 15, 16, 19syl3anc 1292 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  0  <_  ( z M y ) )
2118, 20ge0p1rpd 11391 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( (
z M y )  +  1 )  e.  RR+ )
22 eqid 2471 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )
2321, 22fmptd 6061 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) : v --> RR+ )
24 frn 5747 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) : v --> RR+  ->  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR+ )
2523, 24syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR+ )
2612simprbi 471 . . . . . . . . . 10  |-  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  ->  v  e.  Fin )
27 mptfi 7891 . . . . . . . . . 10  |-  ( v  e.  Fin  ->  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )
28 rnfi 7875 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )
2926, 27, 283syl 18 . . . . . . . . 9  |-  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )
3029ad2antrl 742 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )
31 simplr 770 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  y  e.  X )
32 simprr 774 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X )
3331, 32eleqtrrd 2552 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  y  e.  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 ) )
34 ne0i 3728 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  U_ x  e.  v  ( x (
ball `  M )
1 )  ->  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =/=  (/) )
35 dm0rn0 5057 . . . . . . . . . . 11  |-  ( dom  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/)  <->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/) )
36 ovex 6336 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z M y )  +  1 )  e. 
_V
3736, 22dmmpti 5717 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  dom  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  v
3837eqeq1i 2476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( dom  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/)  <->  v  =  (/) )
39 iuneq1 4283 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  (/)  ->  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  U_ x  e.  (/)  ( x ( ball `  M
) 1 ) )
4038, 39sylbi 200 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( dom  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/)  ->  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  U_ x  e.  (/)  ( x ( ball `  M ) 1 ) )
41 0iun 4326 . . . . . . . . . . . 12  |-  U_ x  e.  (/)  ( x (
ball `  M )
1 )  =  (/)
4240, 41syl6eq 2521 . . . . . . . . . . 11  |-  ( dom  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/)  ->  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  (/) )
4335, 42sylbir 218 . . . . . . . . . 10  |-  ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =  (/)  ->  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  (/) )
4443necon3i 2675 . . . . . . . . 9  |-  ( U_ x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 )  =/=  (/)  ->  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/) )
4533, 34, 443syl 18 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/) )
46 rpssre 11335 . . . . . . . . 9  |-  RR+  C_  RR
4725, 46syl6ss 3430 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR )
48 ltso 9732 . . . . . . . . 9  |-  <  Or  RR
49 fisupcl 8003 . . . . . . . . 9  |-  ( (  <  Or  RR  /\  ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e. 
Fin  /\  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/)  /\  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR )
)  ->  sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
5048, 49mpan 684 . . . . . . . 8  |-  ( ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e. 
Fin  /\  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/)  /\  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR )  ->  sup ( ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
5130, 45, 47, 50syl3anc 1292 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
5225, 51sseldd 3419 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR+ )
53 metxmet 21427 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  M  e.  ( *Met `  X
) )
5453ad2antrr 740 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  M  e.  ( *Met `  X ) )
5554adantr 472 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  M  e.  ( *Met `  X
) )
56 1red 9676 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  1  e.  RR )
5747, 51sseldd 3419 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR )
5857adantr 472 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR )
5947adantr 472 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) 
C_  RR )
6045adantr 472 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/) )
6130adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )
62 fimaxre2 10574 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  C_  RR  /\  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  e.  Fin )  ->  E. d  e.  RR  A. w  e.  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) w  <_  d
)
6359, 61, 62syl2anc 673 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  E. d  e.  RR  A. w  e. 
ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) w  <_  d )
6422elrnmpt1 5089 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( z  e.  v  /\  ( ( z M y )  +  1 )  e.  _V )  ->  ( ( z M y )  +  1 )  e.  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
6536, 64mpan2 685 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  e.  v  ->  (
( z M y )  +  1 )  e.  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
6665adantl 473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( (
z M y )  +  1 )  e. 
ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )
67 suprub 10592 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) 
C_  RR  /\  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) )  =/=  (/)  /\  E. d  e.  RR  A. w  e.  ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) w  <_  d )  /\  ( ( z M y )  +  1 )  e.  ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) )  ->  (
( z M y )  +  1 )  <_  sup ( ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )
6859, 60, 63, 66, 67syl31anc 1295 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( (
z M y )  +  1 )  <_  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )
69 leaddsub 10111 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( z M y )  e.  RR  /\  1  e.  RR  /\  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR )  ->  (
( ( z M y )  +  1 )  <_  sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  <->  ( z M y )  <_ 
( sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  -  1 ) ) )
7018, 56, 58, 69syl3anc 1292 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( (
( z M y )  +  1 )  <_  sup ( ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  <->  ( z M y )  <_  ( sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  -  1 ) ) )
7168, 70mpbid 215 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( z M y )  <_ 
( sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  -  1 ) )
72 blss2 21497 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ( *Met `  X
)  /\  z  e.  X  /\  y  e.  X
)  /\  ( 1  e.  RR  /\  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR  /\  ( z M y )  <_ 
( sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  -  1 ) ) )  -> 
( z ( ball `  M ) 1 ) 
C_  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
7355, 15, 16, 56, 58, 71, 72syl33anc 1307 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x ( ball `  M ) 1 )  =  X ) )  /\  z  e.  v )  ->  ( z
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
7473ralrimiva 2809 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  A. z  e.  v  ( z
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
75 nfcv 2612 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/_ z
( x ( ball `  M ) 1 )
76 nfcv 2612 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ z
y
77 nfcv 2612 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ z
( ball `  M )
78 nfmpt1 4485 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  F/_ z
( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )
7978nfrn 5083 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ z ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) )
80 nfcv 2612 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ z RR
81 nfcv 2612 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ z  <
8279, 80, 81nfsup 7983 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ z sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )
8376, 77, 82nfov 6334 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/_ z
( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )
8475, 83nfss 3411 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ z ( x ( ball `  M ) 1 ) 
C_  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )
85 nfv 1769 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ x
( z ( ball `  M ) 1 ) 
C_  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )
86 oveq1 6315 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  z  ->  (
x ( ball `  M
) 1 )  =  ( z ( ball `  M ) 1 ) )
8786sseq1d 3445 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  z  ->  (
( x ( ball `  M ) 1 ) 
C_  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )  <->  ( z (
ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) ) )
8884, 85, 87cbvral 3001 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 )  C_  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )  <->  A. z  e.  v  ( z
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
8974, 88sylibr 217 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  A. x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
90 iunss 4310 . . . . . . . . 9  |-  ( U_ x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 )  C_  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )  <->  A. x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
9189, 90sylibr 217 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  C_  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
9232, 91eqsstr3d 3453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  X  C_  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
9352rpxrd 11365 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR* )
94 blssm 21511 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  ( *Met `  X )  /\  y  e.  X  /\  sup ( ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR* )  ->  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )  C_  X )
9554, 31, 93, 94syl3anc 1292 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  (
y ( ball `  M
) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) )  C_  X )
9692, 95eqssd 3435 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  X  =  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
97 oveq2 6316 . . . . . . . 8  |-  ( d  =  sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  ->  (
y ( ball `  M
) d )  =  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )
9897eqeq2d 2481 . . . . . . 7  |-  ( d  =  sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  ->  ( X  =  ( y
( ball `  M )
d )  <->  X  =  ( y ( ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v 
|->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) ) )
9998rspcev 3136 . . . . . 6  |-  ( ( sup ( ran  (
z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  )  e.  RR+  /\  X  =  ( y (
ball `  M ) sup ( ran  ( z  e.  v  |->  ( ( z M y )  +  1 ) ) ,  RR ,  <  ) ) )  ->  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) d ) )
10052, 96, 99syl2anc 673 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X
)  /\  ( v  e.  ( ~P X  i^i  Fin )  /\  U_ x  e.  v  ( x
( ball `  M )
1 )  =  X ) )  ->  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) d ) )
101100rexlimdvaa 2872 . . . 4  |-  ( ( M  e.  ( Met `  X )  /\  y  e.  X )  ->  ( E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v 
( x ( ball `  M ) 1 )  =  X  ->  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) d ) ) )
102101ralrimdva 2812 . . 3  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 )  =  X  ->  A. y  e.  X  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) d ) ) )
103 isbnd 32176 . . . 4  |-  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  ( M  e.  ( Met `  X
)  /\  A. y  e.  X  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M
) d ) ) )
104103baib 919 . . 3  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( M  e.  ( Bnd `  X
)  <->  A. y  e.  X  E. d  e.  RR+  X  =  ( y ( ball `  M ) d ) ) )
105102, 104sylibrd 242 . 2  |-  ( M  e.  ( Met `  X
)  ->  ( E. v  e.  ( ~P X  i^i  Fin ) U_ x  e.  v  (
x ( ball `  M
) 1 )  =  X  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) ) )
1061, 10, 105sylc 61 1  |-  ( M  e.  ( TotBnd `  X
)  ->  M  e.  ( Bnd `  X ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 376    /\ w3a 1007    = wceq 1452    e. wcel 1904    =/= wne 2641   A.wral 2756   E.wrex 2757   _Vcvv 3031    i^i cin 3389    C_ wss 3390   (/)c0 3722   ~Pcpw 3942   U_ciun 4269   class class class wbr 4395    |-> cmpt 4454    Or wor 4759   dom cdm 4839   ran crn 4840   -->wf 5585   ` cfv 5589  (class class class)co 6308   Fincfn 7587   supcsup 7972   RRcr 9556   0cc0 9557   1c1 9558    + caddc 9560   RR*cxr 9692    < clt 9693    <_ cle 9694    - cmin 9880   RR+crp 11325   *Metcxmt 19032   Metcme 19033   ballcbl 19034   TotBndctotbnd 32162   Bndcbnd 32163
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602  ax-cnex 9613  ax-resscn 9614  ax-1cn 9615  ax-icn 9616  ax-addcl 9617  ax-addrcl 9618  ax-mulcl 9619  ax-mulrcl 9620  ax-mulcom 9621  ax-addass 9622  ax-mulass 9623  ax-distr 9624  ax-i2m1 9625  ax-1ne0 9626  ax-1rid 9627  ax-rnegex 9628  ax-rrecex 9629  ax-cnre 9630  ax-pre-lttri 9631  ax-pre-lttrn 9632  ax-pre-ltadd 9633  ax-pre-mulgt0 9634  ax-pre-sup 9635
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3or 1008  df-3an 1009  df-tru 1455  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-nel 2644  df-ral 2761  df-rex 2762  df-reu 2763  df-rmo 2764  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-pss 3406  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-tp 3964  df-op 3966  df-uni 4191  df-int 4227  df-iun 4271  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-tr 4491  df-eprel 4750  df-id 4754  df-po 4760  df-so 4761  df-fr 4798  df-we 4800  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-pred 5387  df-ord 5433  df-on 5434  df-lim 5435  df-suc 5436  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-riota 6270  df-ov 6311  df-oprab 6312  df-mpt2 6313  df-om 6712  df-1st 6812  df-2nd 6813  df-wrecs 7046  df-recs 7108  df-rdg 7146  df-1o 7200  df-oadd 7204  df-er 7381  df-map 7492  df-en 7588  df-dom 7589  df-sdom 7590  df-fin 7591  df-sup 7974  df-pnf 9695  df-mnf 9696  df-xr 9697  df-ltxr 9698  df-le 9699  df-sub 9882  df-neg 9883  df-div 10292  df-2 10690  df-rp 11326  df-xneg 11432  df-xadd 11433  df-xmul 11434  df-psmet 19039  df-xmet 19040  df-met 19041  df-bl 19042  df-totbnd 32164  df-bnd 32175
This theorem is referenced by:  equivbnd2  32188  prdsbnd2  32191  cntotbnd  32192  cnpwstotbnd  32193
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