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Theorem cfilres 19113
Description: Cauchy filter on a metric subspace. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)
Assertion
Ref Expression
cfilres  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( F  e.  (CauFil `  D )  <->  ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) ) ) )

Proof of Theorem cfilres
Dummy variables  u  s  v  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2 958 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
2 filfbas 17794 . . . . . . . 8  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  e.  ( fBas `  X )
)
31, 2syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  F  e.  ( fBas `  X )
)
4 simp3 959 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  Y  e.  F )
5 fbncp 17785 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  ( fBas `  X )  /\  Y  e.  F )  ->  -.  ( X  \  Y )  e.  F )
63, 4, 5syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  -.  ( X  \  Y )  e.  F )
7 filelss 17798 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F )  ->  Y  C_  X )
873adant1 975 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  Y  C_  X
)
9 trfil3 17834 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  C_  X )  ->  (
( Ft  Y )  e.  ( Fil `  Y )  <->  -.  ( X  \  Y
)  e.  F ) )
101, 8, 9syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( ( Ft  Y )  e.  ( Fil `  Y )  <->  -.  ( X  \  Y
)  e.  F ) )
116, 10mpbird 224 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( Ft  Y
)  e.  ( Fil `  Y ) )
1211adantr 452 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  ( Ft  Y )  e.  ( Fil `  Y
) )
13 cfili 19085 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  RR+ )  ->  E. s  e.  F  A. u  e.  s  A. v  e.  s  ( u D v )  < 
x )
1413adantll 695 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  E. s  e.  F  A. u  e.  s  A. v  e.  s 
( u D v )  <  x )
15 simpll2 997 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
16 simpll3 998 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  Y  e.  F
)
1715, 16jca 519 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  Y  e.  F ) )
18 elrestr 13576 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F  /\  s  e.  F )  ->  (
s  i^i  Y )  e.  ( Ft  Y ) )
19183expa 1153 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  s  e.  F )  ->  (
s  i^i  Y )  e.  ( Ft  Y ) )
2017, 19sylan 458 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
)  /\  Y  e.  F )  /\  F  e.  (CauFil `  D )
)  /\  x  e.  RR+ )  /\  s  e.  F )  ->  (
s  i^i  Y )  e.  ( Ft  Y ) )
21 inss1 3497 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  i^i  Y )  C_  s
22 ssralv 3343 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( s  i^i  Y ) 
C_  s  ->  ( A. v  e.  s 
( u D v )  <  x  ->  A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u D v )  <  x ) )
2322ralimdv 2721 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( s  i^i  Y ) 
C_  s  ->  ( A. u  e.  s  A. v  e.  s 
( u D v )  <  x  ->  A. u  e.  s  A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u D v )  <  x ) )
24 ssralv 3343 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( s  i^i  Y ) 
C_  s  ->  ( A. u  e.  s  A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u D v )  <  x  ->  A. u  e.  (
s  i^i  Y ) A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u D v )  <  x ) )
2523, 24syld 42 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( s  i^i  Y ) 
C_  s  ->  ( A. u  e.  s  A. v  e.  s 
( u D v )  <  x  ->  A. u  e.  (
s  i^i  Y ) A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u D v )  <  x ) )
2621, 25ax-mp 8 . . . . . . . . 9  |-  ( A. u  e.  s  A. v  e.  s  (
u D v )  <  x  ->  A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u D v )  <  x
)
27 inss2 3498 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( s  i^i  Y )  C_  Y
2827sseli 3280 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( u  e.  ( s  i^i 
Y )  ->  u  e.  Y )
2927sseli 3280 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  e.  ( s  i^i 
Y )  ->  v  e.  Y )
30 ovres 6145 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( u  e.  Y  /\  v  e.  Y )  ->  ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y
) ) v )  =  ( u D v ) )
3130breq1d 4156 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( u  e.  Y  /\  v  e.  Y )  ->  ( ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x  <->  ( u D v )  < 
x ) )
3228, 29, 31syl2an 464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( u  e.  ( s  i^i  Y )  /\  v  e.  ( s  i^i  Y ) )  -> 
( ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x  <->  ( u D v )  < 
x ) )
3332ralbidva 2658 . . . . . . . . . 10  |-  ( u  e.  ( s  i^i 
Y )  ->  ( A. v  e.  (
s  i^i  Y )
( u ( D  |`  ( Y  X.  Y
) ) v )  <  x  <->  A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u D v )  <  x
) )
3433ralbiia 2674 . . . . . . . . 9  |-  ( A. u  e.  ( s  i^i  Y ) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x  <->  A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u D v )  <  x
)
3526, 34sylibr 204 . . . . . . . 8  |-  ( A. u  e.  s  A. v  e.  s  (
u D v )  <  x  ->  A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x )
36 raleq 2840 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  ( s  i^i 
Y )  ->  ( A. v  e.  y 
( u ( D  |`  ( Y  X.  Y
) ) v )  <  x  <->  A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x ) )
3736raleqbi1dv 2848 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  ( s  i^i 
Y )  ->  ( A. u  e.  y  A. v  e.  y 
( u ( D  |`  ( Y  X.  Y
) ) v )  <  x  <->  A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x ) )
3837rspcev 2988 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( s  i^i  Y
)  e.  ( Ft  Y )  /\  A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x )  ->  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
)
3938ex 424 . . . . . . . 8  |-  ( ( s  i^i  Y )  e.  ( Ft  Y )  ->  ( A. u  e.  ( s  i^i  Y
) A. v  e.  ( s  i^i  Y
) ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x  ->  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
) )
4020, 35, 39syl2im 36 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
)  /\  Y  e.  F )  /\  F  e.  (CauFil `  D )
)  /\  x  e.  RR+ )  /\  s  e.  F )  ->  ( A. u  e.  s  A. v  e.  s 
( u D v )  <  x  ->  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
) )
4140rexlimdva 2766 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( E. s  e.  F  A. u  e.  s  A. v  e.  s  ( u D v )  < 
x  ->  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
) )
4214, 41mpd 15 . . . . 5  |-  ( ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  /\  x  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
)
4342ralrimiva 2725 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  A. x  e.  RR+  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x )
44 simp1 957 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
45 xmetres2 18292 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  Y  C_  X
)  ->  ( D  |`  ( Y  X.  Y
) )  e.  ( * Met `  Y
) )
4644, 8, 45syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( D  |`  ( Y  X.  Y
) )  e.  ( * Met `  Y
) )
4746adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  ( D  |`  ( Y  X.  Y
) )  e.  ( * Met `  Y
) )
48 iscfil2 19083 . . . . 5  |-  ( ( D  |`  ( Y  X.  Y ) )  e.  ( * Met `  Y
)  ->  ( ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) )  <->  ( ( Ft  Y )  e.  ( Fil `  Y )  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
) ) )
4947, 48syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  ( ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) )  <->  ( ( Ft  Y )  e.  ( Fil `  Y )  /\  A. x  e.  RR+  E. y  e.  ( Ft  Y ) A. u  e.  y  A. v  e.  y  ( u
( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) v )  <  x
) ) )
5012, 43, 49mpbir2and 889 . . 3  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) ) )
5150ex 424 . 2  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( F  e.  (CauFil `  D )  ->  ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) ) ) )
52 cfilresi 19112 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) ) )  ->  ( X filGen ( Ft  Y ) )  e.  (CauFil `  D )
)
5352ex 424 . . . 4  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  (
( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) )  ->  ( X filGen ( Ft  Y ) )  e.  (CauFil `  D )
) )
54533ad2ant1 978 . . 3  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) )  ->  ( X filGen ( Ft  Y ) )  e.  (CauFil `  D )
) )
55 fgtr 17836 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F )  ->  ( X filGen ( Ft  Y ) )  =  F )
56553adant1 975 . . . 4  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( X filGen ( Ft  Y ) )  =  F )
5756eleq1d 2446 . . 3  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( ( X filGen ( Ft  Y ) )  e.  (CauFil `  D )  <->  F  e.  (CauFil `  D ) ) )
5854, 57sylibd 206 . 2  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) )  ->  F  e.  (CauFil `  D ) ) )
5951, 58impbid 184 1  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X )  /\  Y  e.  F
)  ->  ( F  e.  (CauFil `  D )  <->  ( Ft  Y )  e.  (CauFil `  ( D  |`  ( Y  X.  Y ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1717   A.wral 2642   E.wrex 2643    \ cdif 3253    i^i cin 3255    C_ wss 3256   class class class wbr 4146    X. cxp 4809    |` cres 4813   ` cfv 5387  (class class class)co 6013    < clt 9046   RR+crp 10537   ↾t crest 13568   * Metcxmt 16605   fBascfbas 16608   filGencfg 16609   Filcfil 17791  CauFilccfil 19069
This theorem is referenced by:  cmetss  19131
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 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2361  ax-rep 4254  ax-sep 4264  ax-nul 4272  ax-pow 4311  ax-pr 4337  ax-un 4634  ax-cnex 8972  ax-resscn 8973  ax-1cn 8974  ax-icn 8975  ax-addcl 8976  ax-addrcl 8977  ax-mulcl 8978  ax-mulrcl 8979  ax-mulcom 8980  ax-addass 8981  ax-mulass 8982  ax-distr 8983  ax-i2m1 8984  ax-1ne0 8985  ax-1rid 8986  ax-rnegex 8987  ax-rrecex 8988  ax-cnre 8989  ax-pre-lttri 8990  ax-pre-lttrn 8991  ax-pre-ltadd 8992  ax-pre-mulgt0 8993
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 2235  df-mo 2236  df-clab 2367  df-cleq 2373  df-clel 2376  df-nfc 2505  df-ne 2545  df-nel 2546  df-ral 2647  df-rex 2648  df-reu 2649  df-rmo 2650  df-rab 2651  df-v 2894  df-sbc 3098  df-csb 3188  df-dif 3259  df-un 3261  df-in 3263  df-ss 3270  df-nul 3565  df-if 3676  df-pw 3737  df-sn 3756  df-pr 3757  df-op 3759  df-uni 3951  df-iun 4030  df-br 4147  df-opab 4201  df-mpt 4202  df-id 4432  df-po 4437  df-so 4438  df-xp 4817  df-rel 4818  df-cnv 4819  df-co 4820  df-dm 4821  df-rn 4822  df-res 4823  df-ima 4824  df-iota 5351  df-fun 5389  df-fn 5390  df-f 5391  df-f1 5392  df-fo 5393  df-f1o 5394  df-fv 5395  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpt2 6018  df-1st 6281  df-2nd 6282  df-riota 6478  df-er 6834  df-map 6949  df-en 7039  df-dom 7040  df-sdom 7041  df-pnf 9048  df-mnf 9049  df-xr 9050  df-ltxr 9051  df-le 9052  df-sub 9218  df-neg 9219  df-div 9603  df-2 9983  df-rp 10538  df-xneg 10635  df-xadd 10636  df-xmul 10637  df-ico 10847  df-rest 13570  df-xmet 16612  df-fbas 16616  df-fg 16617  df-fil 17792  df-cfil 19072
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