Theorem stdbdbl 22322

Description: The standard bounded metric corresponding to C generates the same balls as C for radii less than R. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
stdbdmet.1	|- D = ( x e. X , y e. X |-> if ( ( x C y ) <_ R , ( x C y ) , R ) )

Assertion

Ref	Expression
stdbdbl	|- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> ( P ( ball ` D ) S ) = ( P ( ball ` C ) S ) )

Distinct variable groups:   x, y, C   x, P, y   x, R, y   x, X, y

Allowed substitution hints:   D( x, y)   S( x, y)

Proof of Theorem stdbdbl

Dummy variable z is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll2 1101	. . . . . 6 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> R e. RR* )
2		simpr1 1067	. . . . . . 7 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> P e. X )
3	2	adantr 481	. . . . . 6 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> P e. X )
4		simpr 477	. . . . . 6 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> z e. X )
5		stdbdmet.1	. . . . . . 7 |- D = ( x e. X , y e. X |-> if ( ( x C y ) <_ R , ( x C y ) , R ) )
6	5	stdbdmetval 22319	. . . . . 6 |- ( ( R e. RR* /\ P e. X /\ z e. X ) -> ( P D z ) = if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) )
7	1, 3, 4, 6	syl3anc 1326	. . . . 5 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( P D z ) = if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) )
8	7	breq1d 4663	. . . 4 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( ( P D z ) < S <-> if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) < S ) )
9		simplr3 1105	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> S <_ R )
10	9	biantrud 528	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( S <_ ( P C z ) <-> ( S <_ ( P C z ) /\ S <_ R ) ) )
11		simpr2 1068	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> S e. RR* )
12	11	adantr 481	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> S e. RR* )
13		simpl1 1064	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> C e. ( *Met ` X ) )
14	13	adantr 481	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> C e. ( *Met ` X ) )
15		xmetcl 22136	. . . . . . . . 9 |- ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ P e. X /\ z e. X ) -> ( P C z ) e. RR* )
16	14, 3, 4, 15	syl3anc 1326	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( P C z ) e. RR* )
17		xrlemin 12015	. . . . . . . 8 |- ( ( S e. RR* /\ ( P C z ) e. RR* /\ R e. RR* ) -> ( S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) <-> ( S <_ ( P C z ) /\ S <_ R ) ) )
18	12, 16, 1, 17	syl3anc 1326	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) <-> ( S <_ ( P C z ) /\ S <_ R ) ) )
19	10, 18	bitr4d 271	. . . . . 6 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( S <_ ( P C z ) <-> S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) ) )
20	19	notbid 308	. . . . 5 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( -. S <_ ( P C z ) <-> -. S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) ) )
21		xrltnle 10105	. . . . . 6 |- ( ( ( P C z ) e. RR* /\ S e. RR* ) -> ( ( P C z ) < S <-> -. S <_ ( P C z ) ) )
22	16, 12, 21	syl2anc 693	. . . . 5 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( ( P C z ) < S <-> -. S <_ ( P C z ) ) )
23	16, 1	ifcld 4131	. . . . . 6 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) e. RR* )
24		xrltnle 10105	. . . . . 6 |- ( ( if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) e. RR* /\ S e. RR* ) -> ( if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) < S <-> -. S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) ) )
25	23, 12, 24	syl2anc 693	. . . . 5 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) < S <-> -. S <_ if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) ) )
26	20, 22, 25	3bitr4d 300	. . . 4 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( ( P C z ) < S <-> if ( ( P C z ) <_ R , ( P C z ) , R ) < S ) )
27	8, 26	bitr4d 271	. . 3 |- ( ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) /\ z e. X ) -> ( ( P D z ) < S <-> ( P C z ) < S ) )
28	27	rabbidva 3188	. 2 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> { z e. X | ( P D z ) < S } = { z e. X | ( P C z ) < S } )
29	5	stdbdxmet 22320	. . . 4 |- ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) -> D e. ( *Met ` X ) )
30	29	adantr 481	. . 3 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> D e. ( *Met ` X ) )
31		blval 22191	. . 3 |- ( ( D e. ( *Met ` X ) /\ P e. X /\ S e. RR* ) -> ( P ( ball ` D ) S ) = { z e. X | ( P D z ) < S } )
32	30, 2, 11, 31	syl3anc 1326	. 2 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> ( P ( ball ` D ) S ) = { z e. X | ( P D z ) < S } )
33		blval 22191	. . 3 |- ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ P e. X /\ S e. RR* ) -> ( P ( ball ` C ) S ) = { z e. X | ( P C z ) < S } )
34	13, 2, 11, 33	syl3anc 1326	. 2 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> ( P ( ball ` C ) S ) = { z e. X | ( P C z ) < S } )
35	28, 32, 34	3eqtr4d 2666	1 |- ( ( ( C e. ( *Met ` X ) /\ R e. RR* /\ 0 < R ) /\ ( P e. X /\ S e. RR* /\ S <_ R ) ) -> ( P ( ball ` D ) S ) = ( P ( ball ` C ) S ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   <-> wb 196   /\ wa 384   /\ w3a 1037   = wceq 1483   e. wcel 1990   {crab 2916   ifcif 4086   class class class wbr 4653   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   |-> cmpt2 6652   0cc0 9936   RR*cxr 10073   < clt 10074   <_ cle 10075   *Metcxmt 19731   ballcbl 19733

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-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  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

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  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-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-id 5024  df-po 5035  df-so 5036  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-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  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-2 11079  df-rp 11833  df-xneg 11946  df-xadd 11947  df-xmul 11948  df-icc 12182  df-psmet 19738  df-xmet 19739  df-bl 19741

This theorem is referenced by:  stdbdmopn  22323  xlebnum  22764