Metamath Proof Explorer


Theorem hoiqssbllem3

Description: A n-dimensional ball contains a nonempty half-open interval with vertices with rational components. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypotheses hoiqssbllem3.x φXFin
hoiqssbllem3.n φX
hoiqssbllem3.y φYX
hoiqssbllem3.e φE+
Assertion hoiqssbllem3 φcXdXYiXcidiiXcidiYballdistmsupE

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hoiqssbllem3.x φXFin
2 hoiqssbllem3.n φX
3 hoiqssbllem3.y φYX
4 hoiqssbllem3.e φE+
5 qex V
6 5 inex1 YiE2XYiV
7 6 a1i φiXYiE2XYiV
8 elmapi YXY:X
9 3 8 syl φY:X
10 9 ffvelcdmda φiXYi
11 2rp 2+
12 11 a1i φ2+
13 hashnncl XFinXX
14 1 13 syl φXX
15 2 14 mpbird φX
16 nnrp XX+
17 15 16 syl φX+
18 17 rpsqrtcld φX+
19 12 18 rpmulcld φ2X+
20 4 19 rpdivcld φE2X+
21 20 adantr φiXE2X+
22 10 21 ltsubrpd φiXYiE2X<Yi
23 21 rpred φiXE2X
24 10 23 resubcld φiXYiE2X
25 24 10 ltnled φiXYiE2X<Yi¬YiYiE2X
26 22 25 mpbid φiX¬YiYiE2X
27 24 rexrd φiXYiE2X*
28 10 rexrd φiXYi*
29 27 28 qinioo φiXYiE2XYi=YiYiE2X
30 26 29 mtbird φiX¬YiE2XYi=
31 30 neqned φiXYiE2XYi
32 1 7 31 choicefi φccFnXiXciYiE2XYi
33 simpl cFnXiXciYiE2XYicFnX
34 nfra1 iiXciYiE2XYi
35 rspa iXciYiE2XYiiXciYiE2XYi
36 elinel1 ciYiE2XYici
37 35 36 syl iXciYiE2XYiiXci
38 37 ex iXciYiE2XYiiXci
39 34 38 ralrimi iXciYiE2XYiiXci
40 39 adantl cFnXiXciYiE2XYiiXci
41 33 40 jca cFnXiXciYiE2XYicFnXiXci
42 41 adantl φcFnXiXciYiE2XYicFnXiXci
43 ffnfv c:XcFnXiXci
44 42 43 sylibr φcFnXiXciYiE2XYic:X
45 5 a1i φV
46 elmapg VXFincXc:X
47 45 1 46 syl2anc φcXc:X
48 47 adantr φcFnXiXciYiE2XYicXc:X
49 44 48 mpbird φcFnXiXciYiE2XYicX
50 simprr φcFnXiXciYiE2XYiiXciYiE2XYi
51 49 50 jca φcFnXiXciYiE2XYicXiXciYiE2XYi
52 51 ex φcFnXiXciYiE2XYicXiXciYiE2XYi
53 52 eximdv φccFnXiXciYiE2XYiccXiXciYiE2XYi
54 32 53 mpd φccXiXciYiE2XYi
55 df-rex cXiXciYiE2XYiccXiXciYiE2XYi
56 54 55 sylibr φcXiXciYiE2XYi
57 5 inex1 YiYi+E2XV
58 57 a1i φiXYiYi+E2XV
59 10 21 ltaddrpd φiXYi<Yi+E2X
60 10 23 readdcld φiXYi+E2X
61 10 60 ltnled φiXYi<Yi+E2X¬Yi+E2XYi
62 59 61 mpbid φiX¬Yi+E2XYi
63 60 rexrd φiXYi+E2X*
64 28 63 qinioo φiXYiYi+E2X=Yi+E2XYi
65 62 64 mtbird φiX¬YiYi+E2X=
66 65 neqned φiXYiYi+E2X
67 1 58 66 choicefi φddFnXiXdiYiYi+E2X
68 simpl dFnXiXdiYiYi+E2XdFnX
69 nfra1 iiXdiYiYi+E2X
70 rspa iXdiYiYi+E2XiXdiYiYi+E2X
71 elinel1 diYiYi+E2Xdi
72 70 71 syl iXdiYiYi+E2XiXdi
73 72 ex iXdiYiYi+E2XiXdi
74 69 73 ralrimi iXdiYiYi+E2XiXdi
75 74 adantl dFnXiXdiYiYi+E2XiXdi
76 68 75 jca dFnXiXdiYiYi+E2XdFnXiXdi
77 76 adantl φdFnXiXdiYiYi+E2XdFnXiXdi
78 ffnfv d:XdFnXiXdi
79 77 78 sylibr φdFnXiXdiYiYi+E2Xd:X
80 elmapg VXFindXd:X
81 45 1 80 syl2anc φdXd:X
82 81 adantr φdFnXiXdiYiYi+E2XdXd:X
83 79 82 mpbird φdFnXiXdiYiYi+E2XdX
84 simprr φdFnXiXdiYiYi+E2XiXdiYiYi+E2X
85 83 84 jca φdFnXiXdiYiYi+E2XdXiXdiYiYi+E2X
86 85 ex φdFnXiXdiYiYi+E2XdXiXdiYiYi+E2X
87 86 eximdv φddFnXiXdiYiYi+E2XddXiXdiYiYi+E2X
88 67 87 mpd φddXiXdiYiYi+E2X
89 df-rex dXiXdiYiYi+E2XddXiXdiYiYi+E2X
90 88 89 sylibr φdXiXdiYiYi+E2X
91 56 90 jca φcXiXciYiE2XYidXiXdiYiYi+E2X
92 reeanv cXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XcXiXciYiE2XYidXiXdiYiYi+E2X
93 91 92 sylibr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2X
94 nfv iφcXdX
95 34 69 nfan iiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2X
96 94 95 nfan iφcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2X
97 1 ad3antrrr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XXFin
98 2 ad3antrrr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XX
99 3 ad3antrrr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XYX
100 elmapi cXc:X
101 qssre
102 101 a1i cX
103 100 102 fssd cXc:X
104 103 adantl φcXc:X
105 104 ad2antrr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2Xc:X
106 elmapi dXd:X
107 101 a1i dX
108 106 107 fssd dXd:X
109 108 ad2antlr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2Xd:X
110 4 ad3antrrr φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XE+
111 35 elin2d iXciYiE2XYiiXciYiE2XYi
112 111 adantlr iXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XiXciYiE2XYi
113 112 adantll φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XiXciYiE2XYi
114 70 elin2d iXdiYiYi+E2XiXdiYiYi+E2X
115 114 adantll iXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XiXdiYiYi+E2X
116 115 adantll φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XiXdiYiYi+E2X
117 96 97 98 99 105 109 110 113 116 hoiqssbllem1 φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XYiXcidi
118 simpl φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XφcXdX
119 fveq2 i=kci=ck
120 fveq2 i=kYi=Yk
121 120 oveq1d i=kYiE2X=YkE2X
122 121 120 oveq12d i=kYiE2XYi=YkE2XYk
123 122 ineq2d i=kYiE2XYi=YkE2XYk
124 119 123 eleq12d i=kciYiE2XYickYkE2XYk
125 124 cbvralvw iXciYiE2XYikXckYkE2XYk
126 125 biimpi iXciYiE2XYikXckYkE2XYk
127 126 adantr iXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XkXckYkE2XYk
128 fveq2 i=kdi=dk
129 120 oveq1d i=kYi+E2X=Yk+E2X
130 120 129 oveq12d i=kYiYi+E2X=YkYk+E2X
131 130 ineq2d i=kYiYi+E2X=YkYk+E2X
132 128 131 eleq12d i=kdiYiYi+E2XdkYkYk+E2X
133 132 cbvralvw iXdiYiYi+E2XkXdkYkYk+E2X
134 133 biimpi iXdiYiYi+E2XkXdkYkYk+E2X
135 134 adantl iXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XkXdkYkYk+E2X
136 127 135 jca iXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2X
137 136 adantl φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2X
138 nfv iφcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2X
139 1 ad3antrrr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XXFin
140 2 ad3antrrr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XX
141 3 ad3antrrr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XYX
142 104 ad2antrr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2Xc:X
143 108 ad2antlr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2Xd:X
144 4 ad3antrrr φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XE+
145 125 111 sylanbr kXckYkE2XYkiXciYiE2XYi
146 145 adantlr kXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XiXciYiE2XYi
147 146 adantll φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XiXciYiE2XYi
148 133 114 sylanbr kXdkYkYk+E2XiXdiYiYi+E2X
149 148 adantll kXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XiXdiYiYi+E2X
150 149 adantll φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XiXdiYiYi+E2X
151 138 139 140 141 142 143 144 147 150 hoiqssbllem2 φcXdXkXckYkE2XYkkXdkYkYk+E2XiXcidiYballdistmsupE
152 118 137 151 syl2anc φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XiXcidiYballdistmsupE
153 117 152 jca φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XYiXcidiiXcidiYballdistmsupE
154 153 ex φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XYiXcidiiXcidiYballdistmsupE
155 154 reximdva φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XdXYiXcidiiXcidiYballdistmsupE
156 155 reximdva φcXdXiXciYiE2XYiiXdiYiYi+E2XcXdXYiXcidiiXcidiYballdistmsupE
157 93 156 mpd φcXdXYiXcidiiXcidiYballdistmsupE