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Theorem iscmet3lem2 19247
Description: Lemma for iscmet3 19248. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
iscmet3.1  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
iscmet3.2  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
iscmet3.3  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
iscmet3.4  |-  ( ph  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
iscmet3.6  |-  ( ph  ->  F : Z --> X )
iscmet3.9  |-  ( ph  ->  A. k  e.  ZZ  A. u  e.  ( S `
 k ) A. v  e.  ( S `  k ) ( u D v )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) )
iscmet3.10  |-  ( ph  ->  A. k  e.  Z  A. n  e.  ( M ... k ) ( F `  k )  e.  ( S `  n ) )
iscmet3.7  |-  ( ph  ->  G  e.  ( Fil `  X ) )
iscmet3.8  |-  ( ph  ->  S : ZZ --> G )
iscmet3.5  |-  ( ph  ->  F  e.  dom  ( ~~> t `  J )
)
Assertion
Ref Expression
iscmet3lem2  |-  ( ph  ->  ( J  fLim  G
)  =/=  (/) )
Distinct variable groups:    k, n, u, v, D    k, G    k, F, n, u, v   
k, X, n    k, J, n    S, k, n, u, v    k, Z, n    k, M, n    ph, k, n
Allowed substitution hints:    ph( v, u)    G( v, u, n)    J( v, u)    M( v, u)    X( v, u)    Z( v, u)

Proof of Theorem iscmet3lem2
Dummy variables  j 
r  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscmet3.5 . . 3  |-  ( ph  ->  F  e.  dom  ( ~~> t `  J )
)
2 eldmg 5067 . . . 4  |-  ( F  e.  dom  ( ~~> t `  J )  ->  ( F  e.  dom  ( ~~> t `  J )  <->  E. x  F ( ~~> t `  J ) x ) )
32ibi 234 . . 3  |-  ( F  e.  dom  ( ~~> t `  J )  ->  E. x  F ( ~~> t `  J ) x )
41, 3syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  E. x  F ( ~~> t `  J ) x )
5 iscmet3.4 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
6 metxmet 18366 . . . . . . 7  |-  ( D  e.  ( Met `  X
)  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
75, 6syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  D  e.  ( * Met `  X ) )
8 iscmet3.2 . . . . . . 7  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
98mopntopon 18471 . . . . . 6  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
107, 9syl 16 . . . . 5  |-  ( ph  ->  J  e.  (TopOn `  X ) )
11 lmcl 17363 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  ->  x  e.  X )
1210, 11sylan 459 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  x  e.  X )
137adantr 453 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
148mopni2 18525 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  y  e.  J  /\  x  e.  y
)  ->  E. r  e.  RR+  ( x (
ball `  D )
r )  C_  y
)
15143expia 1156 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  y  e.  J
)  ->  ( x  e.  y  ->  E. r  e.  RR+  ( x (
ball `  D )
r )  C_  y
) )
1613, 15sylan 459 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  y  e.  J )  ->  ( x  e.  y  ->  E. r  e.  RR+  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )
17 iscmet3.7 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  G  e.  ( Fil `  X ) )
1817ad3antrrr 712 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  y  e.  J
)  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  ->  G  e.  ( Fil `  X ) )
19 iscmet3.3 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
2019ad2antrr 708 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  M  e.  ZZ )
21 rphalfcl 10638 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( r  e.  RR+  ->  ( r  /  2 )  e.  RR+ )
2221adantl 454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( r  /  2
)  e.  RR+ )
23 iscmet3.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
2423iscmet3lem3 19245 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( r  /  2
)  e.  RR+ )  ->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 ) )
2520, 22, 24syl2anc 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 ) )
2613adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  D  e.  ( * Met `  X ) )
2712adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  x  e.  X )
28 blcntr 18445 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  ( r  /  2
)  e.  RR+ )  ->  x  e.  ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )
2926, 27, 22, 28syl3anc 1185 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  x  e.  ( x
( ball `  D )
( r  /  2
) ) )
30 simplr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  F ( ~~> t `  J ) x )
3122rpxrd 10651 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( r  /  2
)  e.  RR* )
328blopn 18532 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  ( r  /  2
)  e.  RR* )  ->  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  e.  J )
3326, 27, 31, 32syl3anc 1185 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  e.  J )
3423, 29, 20, 30, 33lmcvg 17328 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) ( F `  k )  e.  ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) ) )
3523rexanuz2 12155 . . . . . . . . . . 11  |-  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )  <->  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( 1  / 
2 ) ^ k
)  <  ( r  /  2 )  /\  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( F `
 k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )
3623r19.2uz 12157 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )  ->  E. k  e.  Z  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )
3717ad3antrrr 712 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  ->  G  e.  ( Fil `  X ) )
38 iscmet3.8 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  S : ZZ --> G )
3938ad3antrrr 712 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  ->  S : ZZ --> G )
40 eluzelz 10498 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  k  e.  ZZ )
4140, 23eleq2s 2530 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  Z  ->  k  e.  ZZ )
4241ad2antrl 710 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
k  e.  ZZ )
43 ffvelrn 5870 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( S : ZZ --> G  /\  k  e.  ZZ )  ->  ( S `  k
)  e.  G )
4439, 42, 43syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( S `  k
)  e.  G )
45 rpxr 10621 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e. 
RR* )
4645adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
r  e.  RR* )
47 blssm 18450 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  r  e.  RR* )  ->  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X )
4826, 27, 46, 47syl3anc 1185 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X )
4948adantr 453 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X )
5041adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  k  e.  ZZ )
51 1rp 10618 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  1  e.  RR+
52 rphalfcl 10638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( 1  e.  RR+  ->  ( 1  /  2 )  e.  RR+ )
5351, 52ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( 1  /  2 )  e.  RR+
54 rpexpcl 11402 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( 1  /  2
)  e.  RR+  /\  k  e.  ZZ )  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR+ )
5553, 54mpan 653 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  e.  ZZ  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR+ )
5650, 55syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
1  /  2 ) ^ k )  e.  RR+ )
5756rpred 10650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
1  /  2 ) ^ k )  e.  RR )
5822adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( r  /  2 )  e.  RR+ )
5958rpred 10650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( r  /  2 )  e.  RR )
60 ltle 9165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( 1  / 
2 ) ^ k
)  e.  RR  /\  ( r  /  2
)  e.  RR )  ->  ( ( ( 1  /  2 ) ^ k )  < 
( r  /  2
)  ->  ( (
1  /  2 ) ^ k )  <_ 
( r  /  2
) ) )
6157, 59, 60syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  <_  ( r  / 
2 ) ) )
62 simpll 732 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ph )
63 eluzfz2 11067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( k  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  k  e.  ( M ... k ) )
6463, 23eleq2s 2530 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( k  e.  Z  ->  k  e.  ( M ... k
) )
6564adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  k  e.  ( M ... k
) )
66 iscmet3.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ph  ->  A. k  e.  Z  A. n  e.  ( M ... k ) ( F `  k )  e.  ( S `  n ) )
6766r19.21bi 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  A. n  e.  ( M ... k
) ( F `  k )  e.  ( S `  n ) )
68 fveq2 5730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( n  =  k  ->  ( S `  n )  =  ( S `  k ) )
6968eleq2d 2505 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( n  =  k  ->  (
( F `  k
)  e.  ( S `
 n )  <->  ( F `  k )  e.  ( S `  k ) ) )
7069rspcv 3050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( k  e.  ( M ... k )  ->  ( A. n  e.  ( M ... k ) ( F `  k )  e.  ( S `  n )  ->  ( F `  k )  e.  ( S `  k
) ) )
7165, 67, 70sylc 59 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  e.  ( S `  k
) )
7271adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  ( F `  k )  e.  ( S `  k
) )
73 simpr 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  y  e.  ( S `  k
) )
74 iscmet3.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ph  ->  A. k  e.  ZZ  A. u  e.  ( S `
 k ) A. v  e.  ( S `  k ) ( u D v )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) )
7574ad2antrr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  A. k  e.  ZZ  A. u  e.  ( S `  k
) A. v  e.  ( S `  k
) ( u D v )  <  (
( 1  /  2
) ^ k ) )
7641ad2antlr 709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  k  e.  ZZ )
77 rsp 2768 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( A. k  e.  ZZ  A. u  e.  ( S `  k
) A. v  e.  ( S `  k
) ( u D v )  <  (
( 1  /  2
) ^ k )  ->  ( k  e.  ZZ  ->  A. u  e.  ( S `  k
) A. v  e.  ( S `  k
) ( u D v )  <  (
( 1  /  2
) ^ k ) ) )
7875, 76, 77sylc 59 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  A. u  e.  ( S `  k
) A. v  e.  ( S `  k
) ( u D v )  <  (
( 1  /  2
) ^ k ) )
79 oveq1 6090 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( u  =  ( F `  k )  ->  (
u D v )  =  ( ( F `
 k ) D v ) )
8079breq1d 4224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( u  =  ( F `  k )  ->  (
( u D v )  <  ( ( 1  /  2 ) ^ k )  <->  ( ( F `  k ) D v )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) ) )
81 oveq2 6091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( v  =  y  ->  (
( F `  k
) D v )  =  ( ( F `
 k ) D y ) )
8281breq1d 4224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( v  =  y  ->  (
( ( F `  k ) D v )  <  ( ( 1  /  2 ) ^ k )  <->  ( ( F `  k ) D y )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) ) )
8380, 82rspc2va 3061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( F `  k )  e.  ( S `  k )  /\  y  e.  ( S `  k ) )  /\  A. u  e.  ( S `  k
) A. v  e.  ( S `  k
) ( u D v )  <  (
( 1  /  2
) ^ k ) )  ->  ( ( F `  k ) D y )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) )
8472, 73, 78, 83syl21anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  (
( F `  k
) D y )  <  ( ( 1  /  2 ) ^
k ) )
857ad2antrr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
8641, 55syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( k  e.  Z  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR+ )
8786rpxrd 10651 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  e.  Z  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR* )
8887ad2antlr 709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR* )
89 iscmet3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ph  ->  F : Z --> X )
9089ffvelrnda 5872 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  e.  X )
9190adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  ( F `  k )  e.  X )
9217adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  G  e.  ( Fil `  X
) )
9338, 41, 43syl2an 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( S `  k )  e.  G )
94 filelss 17886 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( G  e.  ( Fil `  X )  /\  ( S `  k )  e.  G )  ->  ( S `  k )  C_  X )
9592, 93, 94syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( S `  k )  C_  X )
9695sselda 3350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  y  e.  X )
97 elbl2 18422 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( (
1  /  2 ) ^ k )  e. 
RR* )  /\  (
( F `  k
)  e.  X  /\  y  e.  X )
)  ->  ( y  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( ( 1  /  2 ) ^ k ) )  <-> 
( ( F `  k ) D y )  <  ( ( 1  /  2 ) ^ k ) ) )
9885, 88, 91, 96, 97syl22anc 1186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  (
y  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D
) ( ( 1  /  2 ) ^
k ) )  <->  ( ( F `  k ) D y )  < 
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) ) )
9984, 98mpbird 225 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  Z )  /\  y  e.  ( S `  k
) )  ->  y  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( ( 1  /  2 ) ^ k ) ) )
10099ex 425 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  (
y  e.  ( S `
 k )  -> 
y  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D
) ( ( 1  /  2 ) ^
k ) ) ) )
101100ssrdv 3356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( S `  k )  C_  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( ( 1  /  2 ) ^ k ) ) )
10262, 101sylan 459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( S `  k )  C_  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( ( 1  /  2 ) ^
k ) ) )
10326adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
10489ad2antrr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  ->  F : Z --> X )
105104ffvelrnda 5872 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( F `  k )  e.  X
)
10656rpxrd 10651 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
1  /  2 ) ^ k )  e. 
RR* )
10731adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( r  /  2 )  e. 
RR* )
108 ssbl 18455 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( F `  k )  e.  X
)  /\  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR*  /\  (
r  /  2 )  e.  RR* )  /\  (
( 1  /  2
) ^ k )  <_  ( r  / 
2 ) )  -> 
( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( ( 1  /  2 ) ^ k ) ) 
C_  ( ( F `
 k ) (
ball `  D )
( r  /  2
) ) )
1091083expia 1156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( F `  k )  e.  X
)  /\  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  e.  RR*  /\  (
r  /  2 )  e.  RR* ) )  -> 
( ( ( 1  /  2 ) ^
k )  <_  (
r  /  2 )  ->  ( ( F `
 k ) (
ball `  D )
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) )  C_  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) ) )
110103, 105, 106, 107, 109syl22anc 1186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  <_  ( r  / 
2 )  ->  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( ( 1  /  2 ) ^
k ) )  C_  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )
111 sstr 3358 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( S `  k
)  C_  ( ( F `  k )
( ball `  D )
( ( 1  / 
2 ) ^ k
) )  /\  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( ( 1  /  2 ) ^
k ) )  C_  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )  ->  ( S `  k )  C_  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )
112102, 110, 111ee12an 1373 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  <_  ( r  / 
2 )  ->  ( S `  k )  C_  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )
11361, 112syld 43 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  ->  ( S `  k )  C_  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )
114113adantrd 456 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( ( 1  / 
2 ) ^ k
)  <  ( r  /  2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) ) )  -> 
( S `  k
)  C_  ( ( F `  k )
( ball `  D )
( r  /  2
) ) ) )
115114impr 604 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( S `  k
)  C_  ( ( F `  k )
( ball `  D )
( r  /  2
) ) )
11627adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  x  e.  X )
117 blcom 18426 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( r  /  2 )  e. 
RR* )  /\  (
x  e.  X  /\  ( F `  k )  e.  X ) )  ->  ( ( F `
 k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  <-> 
x  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) ) )
118103, 107, 116, 105, 117syl22anc 1186 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  <-> 
x  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) ) )
119 rpre 10620 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e.  RR )
120119ad2antlr 709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  r  e.  RR )
121 blhalf 18437 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( F `  k )  e.  X
)  /\  ( r  e.  RR  /\  x  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) )  ->  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) )  C_  ( x ( ball `  D ) r ) )
122121expr 600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( F `  k )  e.  X
)  /\  r  e.  RR )  ->  ( x  e.  ( ( F `
 k ) (
ball `  D )
( r  /  2
) )  ->  (
( F `  k
) ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) )  C_  ( x ( ball `  D ) r ) ) )
123103, 105, 120, 122syl21anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( x  e.  ( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  ->  ( ( F `
 k ) (
ball `  D )
( r  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) ) )
124118, 123sylbid 208 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  ->  ( ( F `
 k ) (
ball `  D )
( r  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) ) )
125124adantld 455 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  k  e.  Z
)  ->  ( (
( ( 1  / 
2 ) ^ k
)  <  ( r  /  2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) ) )  -> 
( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) 
C_  ( x (
ball `  D )
r ) ) )
126125impr 604 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( ( F `  k ) ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) 
C_  ( x (
ball `  D )
r ) )
127115, 126sstrd 3360 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( S `  k
)  C_  ( x
( ball `  D )
r ) )
128 filss 17887 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( G  e.  ( Fil `  X )  /\  (
( S `  k
)  e.  G  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X  /\  ( S `  k )  C_  ( x ( ball `  D ) r ) ) )  ->  (
x ( ball `  D
) r )  e.  G )
12937, 44, 49, 127, 128syl13anc 1187 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( k  e.  Z  /\  ( ( ( 1  /  2
) ^ k )  <  ( r  / 
2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) ) ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r )  e.  G )
130129rexlimdvaa 2833 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( E. k  e.  Z  ( ( ( 1  /  2 ) ^ k )  < 
( r  /  2
)  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )  ->  ( x (
ball `  D )
r )  e.  G
) )
13136, 130syl5 31 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( ( 1  /  2 ) ^
k )  <  (
r  /  2 )  /\  ( F `  k )  e.  ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )  ->  ( x (
ball `  D )
r )  e.  G
) )
13235, 131syl5bir 211 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( ( E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j )
( ( 1  / 
2 ) ^ k
)  <  ( r  /  2 )  /\  E. j  e.  Z  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) ( F `
 k )  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )  ->  ( x
( ball `  D )
r )  e.  G
) )
13325, 34, 132mp2and 662 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( x ( ball `  D ) r )  e.  G )
134133ad2ant2r 729 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  y  e.  J
)  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r )  e.  G )
13510adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
136 toponss 16996 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  y  e.  J )  ->  y  C_  X )
137135, 136sylan 459 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  y  e.  J )  ->  y  C_  X )
138137adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  y  e.  J
)  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
y  C_  X )
139 simprr 735 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  y  e.  J
)  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y )
140 filss 17887 . . . . . . . 8  |-  ( ( G  e.  ( Fil `  X )  /\  (
( x ( ball `  D ) r )  e.  G  /\  y  C_  X  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
y  e.  G )
14118, 134, 138, 139, 140syl13anc 1187 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> t `  J ) x )  /\  y  e.  J
)  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
y  e.  G )
142141rexlimdvaa 2833 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  y  e.  J )  ->  ( E. r  e.  RR+  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y  ->  y  e.  G ) )
14316, 142syld 43 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> t `  J
) x )  /\  y  e.  J )  ->  ( x  e.  y  ->  y  e.  G
) )
144143ralrimiva 2791 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  G ) )
145 flimopn 18009 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  G  e.  ( Fil `  X
) )  ->  (
x  e.  ( J 
fLim  G )  <->  ( x  e.  X  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  G ) ) ) )
14610, 17, 145syl2anc 644 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( J  fLim  G )  <->  ( x  e.  X  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  -> 
y  e.  G ) ) ) )
147146adantr 453 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  (
x  e.  ( J 
fLim  G )  <->  ( x  e.  X  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  G ) ) ) )
14812, 144, 147mpbir2and 890 . . 3  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  x  e.  ( J  fLim  G
) )
149 ne0i 3636 . . 3  |-  ( x  e.  ( J  fLim  G )  ->  ( J  fLim  G )  =/=  (/) )
150148, 149syl 16 . 2  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> t `  J )
x )  ->  ( J  fLim  G )  =/=  (/) )
1514, 150exlimddv 1649 1  |-  ( ph  ->  ( J  fLim  G
)  =/=  (/) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360   E.wex 1551    = wceq 1653    e. wcel 1726    =/= wne 2601   A.wral 2707   E.wrex 2708    C_ wss 3322   (/)c0 3630   class class class wbr 4214   dom cdm 4880   -->wf 5452   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   RRcr 8991   1c1 8993   RR*cxr 9121    < clt 9122    <_ cle 9123    / cdiv 9679   2c2 10051   ZZcz 10284   ZZ>=cuz 10490   RR+crp 10614   ...cfz 11045   ^cexp 11384   * Metcxmt 16688   Metcme 16689   ballcbl 16690   MetOpencmopn 16693  TopOnctopon 16961   ~~> tclm 17292   Filcfil 17879    fLim cflim 17968
This theorem is referenced by:  iscmet3  19248
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-rep 4322  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069  ax-pre-sup 9070
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-er 6907  df-map 7022  df-pm 7023  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-sup 7448  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-div 9680  df-nn 10003  df-2 10060  df-3 10061  df-n0 10224  df-z 10285  df-uz 10491  df-q 10577  df-rp 10615  df-xneg 10712  df-xadd 10713  df-xmul 10714  df-fz 11046  df-fl 11204  df-seq 11326  df-exp 11385  df-cj 11906  df-re 11907  df-im 11908  df-sqr 12042  df-abs 12043  df-clim 12284  df-rlim 12285  df-topgen 13669  df-psmet 16696  df-xmet 16697  df-met 16698  df-bl 16699  df-mopn 16700  df-fbas 16701  df-top 16965  df-bases 16967  df-topon 16968  df-ntr 17086  df-nei 17164  df-lm 17295  df-fil 17880  df-flim 17973
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