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Theorem equivbnd2

Description: If balls are totally bounded in the metric M , then balls are totally bounded in the equivalent metric N . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses equivbnd2.1 ⊢ φ → M ∈ Met ⁡ X
equivbnd2.2 ⊢ φ → N ∈ Met ⁡ X
equivbnd2.3 ⊢ φ → R ∈ ℝ +
equivbnd2.4 ⊢ φ → S ∈ ℝ +
equivbnd2.5 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x N y ≤ R ⁢ x M y
equivbnd2.6 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x M y ≤ S ⁢ x N y
equivbnd2.7 ⊢ C = M ↾ Y × Y
equivbnd2.8 ⊢ D = N ↾ Y × Y
equivbnd2.9 ⊢ φ → C ∈ TotBnd ⁡ Y ↔ C ∈ Bnd ⁡ Y
Assertion equivbnd2 ⊢ φ → D ∈ TotBnd ⁡ Y ↔ D ∈ Bnd ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 equivbnd2.1 ⊢ φ → M ∈ Met ⁡ X
2 equivbnd2.2 ⊢ φ → N ∈ Met ⁡ X
3 equivbnd2.3 ⊢ φ → R ∈ ℝ +
4 equivbnd2.4 ⊢ φ → S ∈ ℝ +
5 equivbnd2.5 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x N y ≤ R ⁢ x M y
6 equivbnd2.6 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x M y ≤ S ⁢ x N y
7 equivbnd2.7 ⊢ C = M ↾ Y × Y
8 equivbnd2.8 ⊢ D = N ↾ Y × Y
9 equivbnd2.9 ⊢ φ → C ∈ TotBnd ⁡ Y ↔ C ∈ Bnd ⁡ Y
10 totbndbnd ⊢ D ∈ TotBnd ⁡ Y → D ∈ Bnd ⁡ Y
11 simpr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → D ∈ Bnd ⁡ Y
12 1 adantr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → M ∈ Met ⁡ X
13 8 bnd2lem ⊢ N ∈ Met ⁡ X ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → Y ⊆ X
14 2 13 sylan ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → Y ⊆ X
15 metres2 ⊢ M ∈ Met ⁡ X ∧ Y ⊆ X → M ↾ Y × Y ∈ Met ⁡ Y
16 12 14 15 syl2anc ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → M ↾ Y × Y ∈ Met ⁡ Y
17 7 16 eqeltrid ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → C ∈ Met ⁡ Y
18 4 adantr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → S ∈ ℝ +
19 14 sselda ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y → x ∈ X
20 14 sselda ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ y ∈ Y → y ∈ X
21 19 20 anim12dan ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x ∈ X ∧ y ∈ X
22 6 adantlr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x M y ≤ S ⁢ x N y
23 21 22 syldan ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x M y ≤ S ⁢ x N y
24 7 oveqi ⊢ x C y = x M ↾ Y × Y y
25 ovres ⊢ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x M ↾ Y × Y y = x M y
26 24 25 eqtrid ⊢ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x C y = x M y
27 26 adantl ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x C y = x M y
28 8 oveqi ⊢ x D y = x N ↾ Y × Y y
29 ovres ⊢ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x N ↾ Y × Y y = x N y
30 28 29 eqtrid ⊢ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x D y = x N y
31 30 adantl ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x D y = x N y
32 31 oveq2d ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → S ⁢ x D y = S ⁢ x N y
33 23 27 32 3brtr4d ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x C y ≤ S ⁢ x D y
34 11 17 18 33 equivbnd ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → C ∈ Bnd ⁡ Y
35 9 biimpar ⊢ φ ∧ C ∈ Bnd ⁡ Y → C ∈ TotBnd ⁡ Y
36 34 35 syldan ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → C ∈ TotBnd ⁡ Y
37 bndmet ⊢ D ∈ Bnd ⁡ Y → D ∈ Met ⁡ Y
38 37 adantl ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → D ∈ Met ⁡ Y
39 3 adantr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → R ∈ ℝ +
40 5 adantlr ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x N y ≤ R ⁢ x M y
41 21 40 syldan ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x N y ≤ R ⁢ x M y
42 27 oveq2d ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → R ⁢ x C y = R ⁢ x M y
43 41 31 42 3brtr4d ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x D y ≤ R ⁢ x C y
44 36 38 39 43 equivtotbnd ⊢ φ ∧ D ∈ Bnd ⁡ Y → D ∈ TotBnd ⁡ Y
45 44 ex ⊢ φ → D ∈ Bnd ⁡ Y → D ∈ TotBnd ⁡ Y
46 10 45 impbid2 ⊢ φ → D ∈ TotBnd ⁡ Y ↔ D ∈ Bnd ⁡ Y