Metamath Proof Explorer


Theorem bndss

Description: A subset of a bounded metric space is bounded. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009)

Ref Expression
Assertion bndss ⊢ M ∈ Bnd ⁡ X ∧ S ⊆ X → M ↾ S × S ∈ Bnd ⁡ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 metres2 ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ S ⊆ X → M ↾ S × S ∈ Met ⁡ S
2 1 adantlr ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X → M ↾ S × S ∈ Met ⁡ S
3 ssel2 ⊢ S ⊆ X ∧ x ∈ S → x ∈ X
4 3 ancoms ⊢ x ∈ S ∧ S ⊆ X → x ∈ X
5 oveq1 ⊢ y = x → y ball ⁡ M r = x ball ⁡ M r
6 5 eqeq2d ⊢ y = x → X = y ball ⁡ M r ↔ X = x ball ⁡ M r
7 6 rexbidv ⊢ y = x → ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ↔ ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r
8 7 rspcva ⊢ x ∈ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r
9 4 8 sylan ⊢ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r
10 9 adantlll ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r
11 dfss ⊢ S ⊆ X ↔ S = S ∩ X
12 11 biimpi ⊢ S ⊆ X → S = S ∩ X
13 incom ⊢ S ∩ X = X ∩ S
14 12 13 eqtrdi ⊢ S ⊆ X → S = X ∩ S
15 ineq1 ⊢ X = x ball ⁡ M r → X ∩ S = x ball ⁡ M r ∩ S
16 14 15 sylan9eq ⊢ S ⊆ X ∧ X = x ball ⁡ M r → S = x ball ⁡ M r ∩ S
17 16 adantll ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ X = x ball ⁡ M r → S = x ball ⁡ M r ∩ S
18 17 adantlr ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + ∧ X = x ball ⁡ M r → S = x ball ⁡ M r ∩ S
19 eqid ⊢ M ↾ S × S = M ↾ S × S
20 19 blssp ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ S ⊆ X ∧ x ∈ S ∧ r ∈ ℝ + → x ball ⁡ M ↾ S × S r = x ball ⁡ M r ∩ S
21 20 an4s ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + → x ball ⁡ M ↾ S × S r = x ball ⁡ M r ∩ S
22 21 anassrs ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + → x ball ⁡ M ↾ S × S r = x ball ⁡ M r ∩ S
23 22 adantr ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + ∧ X = x ball ⁡ M r → x ball ⁡ M ↾ S × S r = x ball ⁡ M r ∩ S
24 18 23 eqtr4d ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + ∧ X = x ball ⁡ M r → S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
25 24 ex ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ r ∈ ℝ + → X = x ball ⁡ M r → S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
26 25 reximdva ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X → ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
27 26 imp ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ ∃ r ∈ ℝ + X = x ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
28 10 27 syldan ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
29 28 an32s ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
30 29 ex ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ x ∈ S ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r → S ⊆ X → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
31 30 an32s ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ x ∈ S → S ⊆ X → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
32 31 imp ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ x ∈ S ∧ S ⊆ X → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
33 32 an32s ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X ∧ x ∈ S → ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
34 33 ralrimiva ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X → ∀ x ∈ S ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
35 2 34 jca ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X → M ↾ S × S ∈ Met ⁡ S ∧ ∀ x ∈ S ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
36 isbnd ⊢ M ∈ Bnd ⁡ X ↔ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r
37 36 anbi1i ⊢ M ∈ Bnd ⁡ X ∧ S ⊆ X ↔ M ∈ Met ⁡ X ∧ ∀ y ∈ X ∃ r ∈ ℝ + X = y ball ⁡ M r ∧ S ⊆ X
38 isbnd ⊢ M ↾ S × S ∈ Bnd ⁡ S ↔ M ↾ S × S ∈ Met ⁡ S ∧ ∀ x ∈ S ∃ r ∈ ℝ + S = x ball ⁡ M ↾ S × S r
39 35 37 38 3imtr4i ⊢ M ∈ Bnd ⁡ X ∧ S ⊆ X → M ↾ S × S ∈ Bnd ⁡ S