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Theorem lebnumlem1 22760
Description: Lemma for lebnum 22763. The function  F measures the sum of all of the distances to escape the sets of the cover. Since by assumption it is a cover, there is at least one set which covers a given point, and since it is open, the point is a positive distance from the edge of the set. Thus, the sum is a strictly positive number. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Feb-2015.) (Revised by AV, 30-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
lebnum.j  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
lebnum.d  |-  ( ph  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
lebnum.c  |-  ( ph  ->  J  e.  Comp )
lebnum.s  |-  ( ph  ->  U  C_  J )
lebnum.u  |-  ( ph  ->  X  =  U. U
)
lebnumlem1.u  |-  ( ph  ->  U  e.  Fin )
lebnumlem1.n  |-  ( ph  ->  -.  X  e.  U
)
lebnumlem1.f  |-  F  =  ( y  e.  X  |-> 
sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) )
Assertion
Ref Expression
lebnumlem1  |-  ( ph  ->  F : X --> RR+ )
Distinct variable groups:    y, k,
z, D    k, J, y, z    U, k, y, z    ph, k, y, z   
k, X, y, z
Allowed substitution hints:    F( y, z, k)

Proof of Theorem lebnumlem1
Dummy variables  m  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lebnumlem1.u . . . . 5  |-  ( ph  ->  U  e.  Fin )
21adantr 481 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  U  e.  Fin )
3 lebnum.d . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
43ad2antrr 762 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  D  e.  ( Met `  X
) )
5 difssd 3738 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  ( X  \  k )  C_  X )
6 lebnum.s . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  U  C_  J )
76adantr 481 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  U  C_  J )
87sselda 3603 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  k  e.  J )
9 elssuni 4467 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  J  ->  k  C_ 
U. J )
108, 9syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  k  C_ 
U. J )
11 metxmet 22139 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( D  e.  ( Met `  X
)  ->  D  e.  ( *Met `  X
) )
123, 11syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
13 lebnum.j . . . . . . . . . . . 12  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
1413mopnuni 22246 . . . . . . . . . . 11  |-  ( D  e.  ( *Met `  X )  ->  X  =  U. J )
1512, 14syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  X  =  U. J
)
1615ad2antrr 762 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  X  =  U. J )
1710, 16sseqtr4d 3642 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  k  C_  X )
18 lebnumlem1.n . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  -.  X  e.  U
)
19 eleq1 2689 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  X  ->  (
k  e.  U  <->  X  e.  U ) )
2019notbid 308 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  X  ->  ( -.  k  e.  U  <->  -.  X  e.  U ) )
2118, 20syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( k  =  X  ->  -.  k  e.  U ) )
2221necon2ad 2809 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( k  e.  U  ->  k  =/=  X ) )
2322adantr 481 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  (
k  e.  U  -> 
k  =/=  X ) )
2423imp 445 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  k  =/=  X )
25 pssdifn0 3944 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  C_  X  /\  k  =/=  X )  -> 
( X  \  k
)  =/=  (/) )
2617, 24, 25syl2anc 693 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  ( X  \  k )  =/=  (/) )
27 eqid 2622 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  ) )  =  ( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
2827metdsre 22656 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  ( X  \  k )  C_  X  /\  ( X  \ 
k )  =/=  (/) )  -> 
( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) : X --> RR )
294, 5, 26, 28syl3anc 1326 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  (
y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) : X --> RR )
3027fmpt 6381 . . . . . 6  |-  ( A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR  <->  ( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) : X --> RR )
3129, 30sylibr 224 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
32 simplr 792 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  y  e.  X )
33 rsp 2929 . . . . 5  |-  ( A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR  ->  ( y  e.  X  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR ) )
3431, 32, 33sylc 65 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
352, 34fsumrecl 14465 . . 3  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
36 lebnum.u . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  X  =  U. U
)
3736eleq2d 2687 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( y  e.  X  <->  y  e.  U. U ) )
3837biimpa 501 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  y  e.  U. U )
39 eluni2 4440 . . . . 5  |-  ( y  e.  U. U  <->  E. m  e.  U  y  e.  m )
4038, 39sylib 208 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  E. m  e.  U  y  e.  m )
41 0red 10041 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  0  e.  RR )
42 simplr 792 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  y  e.  X )
43 eqid 2622 . . . . . . . 8  |-  ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) )  =  ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
4443metdsval 22650 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  X  ->  (
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  = inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
4542, 44syl 17 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( w D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) `
 y )  = inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
463ad2antrr 762 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  D  e.  ( Met `  X ) )
47 difssd 3738 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( X  \  m )  C_  X
)
486ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  U  C_  J
)
49 simprl 794 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  m  e.  U )
5048, 49sseldd 3604 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  m  e.  J )
51 elssuni 4467 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  e.  J  ->  m  C_ 
U. J )
5250, 51syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  m  C_  U. J
)
5346, 11, 143syl 18 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  X  =  U. J )
5452, 53sseqtr4d 3642 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  m  C_  X
)
55 eleq1 2689 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  X  ->  (
m  e.  U  <->  X  e.  U ) )
5655notbid 308 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  X  ->  ( -.  m  e.  U  <->  -.  X  e.  U ) )
5718, 56syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( m  =  X  ->  -.  m  e.  U ) )
5857necon2ad 2809 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( m  e.  U  ->  m  =/=  X ) )
5958ad2antrr 762 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( m  e.  U  ->  m  =/= 
X ) )
6049, 59mpd 15 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  m  =/=  X )
61 pssdifn0 3944 . . . . . . . . 9  |-  ( ( m  C_  X  /\  m  =/=  X )  -> 
( X  \  m
)  =/=  (/) )
6254, 60, 61syl2anc 693 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( X  \  m )  =/=  (/) )
6343metdsre 22656 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  ( Met `  X )  /\  ( X  \  m )  C_  X  /\  ( X  \  m )  =/=  (/) )  -> 
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) : X --> RR )
6446, 47, 62, 63syl3anc 1326 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) : X --> RR )
6564, 42ffvelrnd 6360 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( w D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) `
 y )  e.  RR )
6645, 65eqeltrrd 2702 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
6735adantr 481 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  sum_ k  e.  U inf ( ran  (
z  e.  ( X 
\  k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
6812ad2antrr 762 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  D  e.  ( *Met `  X
) )
6943metdsf 22651 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( X  \  m )  C_  X
)  ->  ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) : X --> ( 0 [,] +oo ) )
7068, 47, 69syl2anc 693 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) : X --> ( 0 [,] +oo ) )
7170, 42ffvelrnd 6360 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( w D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) `
 y )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
72 elxrge0 12281 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  e.  ( 0 [,] +oo ) 
<->  ( ( ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) `  y )  e.  RR*  /\  0  <_  ( (
w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( w D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) `
 y ) ) )
7371, 72sylib 208 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  e.  RR*  /\  0  <_ 
( ( w  e.  X  |-> inf ( ran  (
z  e.  ( X 
\  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) `  y ) ) )
7473simprd 479 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  0  <_  ( ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )
)
75 elndif 3734 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  m  ->  -.  y  e.  ( X  \  m ) )
7675ad2antll 765 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  -.  y  e.  ( X  \  m
) )
7753difeq1d 3727 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( X  \  m )  =  ( U. J  \  m
) )
7813mopntop 22245 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( D  e.  ( *Met `  X )  ->  J  e.  Top )
7968, 78syl 17 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  J  e.  Top )
80 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . 13  |-  U. J  =  U. J
8180opncld 20837 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  m  e.  J )  ->  ( U. J  \  m )  e.  (
Clsd `  J )
)
8279, 50, 81syl2anc 693 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( U. J  \  m )  e.  ( Clsd `  J
) )
8377, 82eqeltrd 2701 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( X  \  m )  e.  (
Clsd `  J )
)
84 cldcls 20846 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  \  m )  e.  ( Clsd `  J
)  ->  ( ( cls `  J ) `  ( X  \  m
) )  =  ( X  \  m ) )
8583, 84syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( ( cls `  J ) `  ( X  \  m
) )  =  ( X  \  m ) )
8676, 85neleqtrrd 2723 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  -.  y  e.  ( ( cls `  J
) `  ( X  \  m ) ) )
8743, 13metdseq0 22657 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( X  \  m )  C_  X  /\  y  e.  X
)  ->  ( (
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  =  0  <->  y  e.  ( ( cls `  J
) `  ( X  \  m ) ) ) )
8868, 47, 42, 87syl3anc 1326 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  =  0  <->  y  e.  ( ( cls `  J
) `  ( X  \  m ) ) ) )
8988necon3abid 2830 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )  =/=  0  <->  -.  y  e.  ( ( cls `  J
) `  ( X  \  m ) ) ) )
9086, 89mpbird 247 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  ( (
w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( w D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) `
 y )  =/=  0 )
9165, 74, 90ne0gt0d 10174 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  0  <  ( ( w  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( w D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) `  y )
)
9291, 45breqtrd 4679 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  0  < inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) )
931ad2antrr 762 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  U  e.  Fin )
9434adantlr 751 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  ( m  e.  U  /\  y  e.  m
) )  /\  k  e.  U )  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
9512ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  D  e.  ( *Met `  X ) )
9627metdsf 22651 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( D  e.  ( *Met `  X )  /\  ( X  \ 
k )  C_  X
)  ->  ( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  ) ) : X --> ( 0 [,] +oo ) )
9795, 5, 96syl2anc 693 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  (
y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) : X --> ( 0 [,] +oo ) )
9827fmpt 6381 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo )  <->  ( y  e.  X  |-> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) : X --> ( 0 [,] +oo ) )
9997, 98sylibr 224 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo )
)
100 rsp 2929 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. y  e.  X inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo )  ->  ( y  e.  X  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo ) ) )
10199, 32, 100sylc 65 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo )
)
102 elxrge0 12281 . . . . . . . . 9  |-  (inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  )  e.  ( 0 [,] +oo ) 
<->  (inf ( ran  (
z  e.  ( X 
\  k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR*  /\  0  <_ inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
) )
103101, 102sylib 208 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  (inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  )  e. 
RR*  /\  0  <_ inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) ) )
104103simprd 479 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  k  e.  U )  ->  0  <_ inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
105104adantlr 751 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  ( m  e.  U  /\  y  e.  m
) )  /\  k  e.  U )  ->  0  <_ inf ( ran  ( z  e.  ( X  \ 
k )  |->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )
)
106 difeq2 3722 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  m  ->  ( X  \  k )  =  ( X  \  m
) )
107106mpteq1d 4738 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  m  ->  (
z  e.  ( X 
\  k )  |->  ( y D z ) )  =  ( z  e.  ( X  \  m )  |->  ( y D z ) ) )
108107rneqd 5353 . . . . . . 7  |-  ( k  =  m  ->  ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) )  =  ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( y D z ) ) )
109108infeq1d 8383 . . . . . 6  |-  ( k  =  m  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  = inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  ) )
11093, 94, 105, 109, 49fsumge1 14529 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  -> inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  m ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  ) )
11141, 66, 67, 92, 110ltletrd 10197 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  y  e.  X )  /\  (
m  e.  U  /\  y  e.  m )
)  ->  0  <  sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  ) )
11240, 111rexlimddv 3035 . . 3  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  0  <  sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) )
11335, 112elrpd 11869 . 2  |-  ( (
ph  /\  y  e.  X )  ->  sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k ) 
|->  ( y D z ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR+ )
114 lebnumlem1.f . 2  |-  F  =  ( y  e.  X  |-> 
sum_ k  e.  U inf ( ran  ( z  e.  ( X  \  k
)  |->  ( y D z ) ) , 
RR* ,  <  ) )
115113, 114fmptd 6385 1  |-  ( ph  ->  F : X --> RR+ )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 196    /\ wa 384    = wceq 1483    e. wcel 1990    =/= wne 2794   A.wral 2912   E.wrex 2913    \ cdif 3571    C_ wss 3574   (/)c0 3915   U.cuni 4436   class class class wbr 4653    |-> cmpt 4729   ran crn 5115   -->wf 5884   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   Fincfn 7955  infcinf 8347   RRcr 9935   0cc0 9936   +oocpnf 10071   RR*cxr 10073    < clt 10074    <_ cle 10075   RR+crp 11832   [,]cicc 12178   sum_csu 14416   *Metcxmt 19731   Metcme 19732   MetOpencmopn 19736   Topctop 20698   Clsdccld 20820   clsccl 20822   Compccmp 21189
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-iin 4523  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-ec 7744  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-q 11789  df-rp 11833  df-xneg 11946  df-xadd 11947  df-xmul 11948  df-ico 12181  df-icc 12182  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417  df-topgen 16104  df-psmet 19738  df-xmet 19739  df-met 19740  df-bl 19741  df-mopn 19742  df-top 20699  df-topon 20716  df-bases 20750  df-cld 20823  df-ntr 20824  df-cls 20825
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