Metamath Proof Explorer


Theorem addcnlem

Description: Lemma for addcn , subcn , and mulcn . (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2014) (Proof shortened by Mario Carneiro, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses addcn.j ⊢ J = TopOpen ⁡ ℂ fld
addcn.2 ⊢ + ˙ : ℂ × ℂ ⟶ ℂ
addcn.3 ⊢ a ∈ ℝ + ∧ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ → ∃ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a
Assertion addcnlem ⊢ + ˙ ∈ J × t J Cn J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addcn.j ⊢ J = TopOpen ⁡ ℂ fld
2 addcn.2 ⊢ + ˙ : ℂ × ℂ ⟶ ℂ
3 addcn.3 ⊢ a ∈ ℝ + ∧ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ → ∃ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a
4 3 3coml ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + → ∃ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a
5 ifcl ⊢ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → if y ≤ z y z ∈ ℝ +
6 5 adantl ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → if y ≤ z y z ∈ ℝ +
7 simpll1 ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b ∈ ℂ
8 simprl ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u ∈ ℂ
9 eqid ⊢ abs ∘ − = abs ∘ −
10 9 cnmetdval ⊢ b ∈ ℂ ∧ u ∈ ℂ → b abs ∘ − u = b − u
11 abssub ⊢ b ∈ ℂ ∧ u ∈ ℂ → b − u = u − b
12 10 11 eqtrd ⊢ b ∈ ℂ ∧ u ∈ ℂ → b abs ∘ − u = u − b
13 7 8 12 syl2anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b abs ∘ − u = u − b
14 13 breq1d ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ↔ u − b < if y ≤ z y z
15 8 7 subcld ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u − b ∈ ℂ
16 15 abscld ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u − b ∈ ℝ
17 simplrl ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → y ∈ ℝ +
18 17 rpred ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → y ∈ ℝ
19 simplrr ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → z ∈ ℝ +
20 19 rpred ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → z ∈ ℝ
21 ltmin ⊢ u − b ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → u − b < if y ≤ z y z ↔ u − b < y ∧ u − b < z
22 16 18 20 21 syl3anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u − b < if y ≤ z y z ↔ u − b < y ∧ u − b < z
23 14 22 bitrd ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ↔ u − b < y ∧ u − b < z
24 simpl ⊢ u − b < y ∧ u − b < z → u − b < y
25 23 24 biimtrdi ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b abs ∘ − u < if y ≤ z y z → u − b < y
26 simpll2 ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c ∈ ℂ
27 simprr ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → v ∈ ℂ
28 9 cnmetdval ⊢ c ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v = c − v
29 abssub ⊢ c ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c − v = v − c
30 28 29 eqtrd ⊢ c ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v = v − c
31 26 27 30 syl2anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v = v − c
32 31 breq1d ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v < if y ≤ z y z ↔ v − c < if y ≤ z y z
33 27 26 subcld ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → v − c ∈ ℂ
34 33 abscld ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → v − c ∈ ℝ
35 ltmin ⊢ v − c ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → v − c < if y ≤ z y z ↔ v − c < y ∧ v − c < z
36 34 18 20 35 syl3anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → v − c < if y ≤ z y z ↔ v − c < y ∧ v − c < z
37 32 36 bitrd ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v < if y ≤ z y z ↔ v − c < y ∧ v − c < z
38 simpr ⊢ v − c < y ∧ v − c < z → v − c < z
39 37 38 biimtrdi ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → v − c < z
40 25 39 anim12d ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → u − b < y ∧ v − c < z
41 2 fovcl ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ → b + ˙ c ∈ ℂ
42 7 26 41 syl2anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b + ˙ c ∈ ℂ
43 2 fovcl ⊢ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u + ˙ v ∈ ℂ
44 43 adantl ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u + ˙ v ∈ ℂ
45 9 cnmetdval ⊢ b + ˙ c ∈ ℂ ∧ u + ˙ v ∈ ℂ → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v = b + ˙ c − u + ˙ v
46 abssub ⊢ b + ˙ c ∈ ℂ ∧ u + ˙ v ∈ ℂ → b + ˙ c − u + ˙ v = u + ˙ v − b + ˙ c
47 45 46 eqtrd ⊢ b + ˙ c ∈ ℂ ∧ u + ˙ v ∈ ℂ → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v = u + ˙ v − b + ˙ c
48 42 44 47 syl2anc ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v = u + ˙ v − b + ˙ c
49 48 breq1d ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a ↔ u + ˙ v − b + ˙ c < a
50 49 biimprd ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u + ˙ v − b + ˙ c < a → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
51 40 50 imim12d ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ u ∈ ℂ ∧ v ∈ ℂ → u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a → b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
52 51 ralimdvva ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a → ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
53 breq2 ⊢ x = if y ≤ z y z → b abs ∘ − u < x ↔ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z
54 breq2 ⊢ x = if y ≤ z y z → c abs ∘ − v < x ↔ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z
55 53 54 anbi12d ⊢ x = if y ≤ z y z → b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x ↔ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z
56 55 imbi1d ⊢ x = if y ≤ z y z → b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a ↔ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
57 56 2ralbidv ⊢ x = if y ≤ z y z → ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a ↔ ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
58 57 rspcev ⊢ if y ≤ z y z ∈ ℝ + ∧ ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < if y ≤ z y z ∧ c abs ∘ − v < if y ≤ z y z → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a → ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
59 6 52 58 syl6an ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a → ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
60 59 rexlimdvva ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + → ∃ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ u − b < y ∧ v − c < z → u + ˙ v − b + ˙ c < a → ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
61 4 60 mpd ⊢ b ∈ ℂ ∧ c ∈ ℂ ∧ a ∈ ℝ + → ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
62 61 rgen3 ⊢ ∀ b ∈ ℂ ∀ c ∈ ℂ ∀ a ∈ ℝ + ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
63 cnxmet ⊢ abs ∘ − ∈ ∞Met ⁡ ℂ
64 1 cnfldtopn ⊢ J = MetOpen ⁡ abs ∘ −
65 64 64 64 txmetcn ⊢ abs ∘ − ∈ ∞Met ⁡ ℂ ∧ abs ∘ − ∈ ∞Met ⁡ ℂ ∧ abs ∘ − ∈ ∞Met ⁡ ℂ → + ˙ ∈ J × t J Cn J ↔ + ˙ : ℂ × ℂ ⟶ ℂ ∧ ∀ b ∈ ℂ ∀ c ∈ ℂ ∀ a ∈ ℝ + ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
66 63 63 63 65 mp3an ⊢ + ˙ ∈ J × t J Cn J ↔ + ˙ : ℂ × ℂ ⟶ ℂ ∧ ∀ b ∈ ℂ ∀ c ∈ ℂ ∀ a ∈ ℝ + ∃ x ∈ ℝ + ∀ u ∈ ℂ ∀ v ∈ ℂ b abs ∘ − u < x ∧ c abs ∘ − v < x → b + ˙ c abs ∘ − u + ˙ v < a
67 2 62 66 mpbir2an ⊢ + ˙ ∈ J × t J Cn J