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Theorem imsmetlem

Description: Lemma for imsmet . (Contributed by NM, 29-Nov-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses imsmetlem.1 ⊢ X = BaseSet ⁡ U
imsmetlem.2 ⊢ G = + v ⁡ U
imsmetlem.7 ⊢ M = inv ⁡ G
imsmetlem.4 ⊢ S = ⋅ 𝑠OLD ⁡ U
imsmetlem.5 ⊢ Z = 0 vec ⁡ U
imsmetlem.6 ⊢ N = norm CV ⁡ U
imsmetlem.8 ⊢ D = IndMet ⁡ U
imsmetlem.9 ⊢ U ∈ NrmCVec
Assertion imsmetlem ⊢ D ∈ Met ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 imsmetlem.1 ⊢ X = BaseSet ⁡ U
2 imsmetlem.2 ⊢ G = + v ⁡ U
3 imsmetlem.7 ⊢ M = inv ⁡ G
4 imsmetlem.4 ⊢ S = ⋅ 𝑠OLD ⁡ U
5 imsmetlem.5 ⊢ Z = 0 vec ⁡ U
6 imsmetlem.6 ⊢ N = norm CV ⁡ U
7 imsmetlem.8 ⊢ D = IndMet ⁡ U
8 imsmetlem.9 ⊢ U ∈ NrmCVec
9 1 fvexi ⊢ X ∈ V
10 1 7 imsdf ⊢ U ∈ NrmCVec → D : X × X ⟶ ℝ
11 8 10 ax-mp ⊢ D : X × X ⟶ ℝ
12 1 2 4 6 7 imsdval2 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = N ⁡ x G -1 S y
13 8 12 mp3an1 ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = N ⁡ x G -1 S y
14 13 eqeq1d ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = 0 ↔ N ⁡ x G -1 S y = 0
15 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
16 1 4 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − 1 ∈ ℂ ∧ y ∈ X → -1 S y ∈ X
17 8 15 16 mp3an12 ⊢ y ∈ X → -1 S y ∈ X
18 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → x G -1 S y ∈ X
19 8 18 mp3an1 ⊢ x ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → x G -1 S y ∈ X
20 17 19 sylan2 ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y ∈ X
21 1 5 6 nvz ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x G -1 S y ∈ X → N ⁡ x G -1 S y = 0 ↔ x G -1 S y = Z
22 8 20 21 sylancr ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → N ⁡ x G -1 S y = 0 ↔ x G -1 S y = Z
23 1 5 nvzcl ⊢ U ∈ NrmCVec → Z ∈ X
24 8 23 ax-mp ⊢ Z ∈ X
25 1 2 nvrcan ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x G -1 S y ∈ X ∧ Z ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = Z G y ↔ x G -1 S y = Z
26 8 25 mpan ⊢ x G -1 S y ∈ X ∧ Z ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = Z G y ↔ x G -1 S y = Z
27 24 26 mp3an2 ⊢ x G -1 S y ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = Z G y ↔ x G -1 S y = Z
28 20 27 sylancom ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = Z G y ↔ x G -1 S y = Z
29 simpl ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ∈ X
30 17 adantl ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → -1 S y ∈ X
31 simpr ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → y ∈ X
32 1 2 nvass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X ∧ -1 S y ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = x G -1 S y G y
33 8 32 mpan ⊢ x ∈ X ∧ -1 S y ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = x G -1 S y G y
34 29 30 31 33 syl3anc ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = x G -1 S y G y
35 1 2 4 5 nvlinv ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ y ∈ X → -1 S y G y = Z
36 8 35 mpan ⊢ y ∈ X → -1 S y G y = Z
37 36 adantl ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → -1 S y G y = Z
38 37 oveq2d ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = x G Z
39 1 2 5 nv0rid ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X → x G Z = x
40 8 39 mpan ⊢ x ∈ X → x G Z = x
41 40 adantr ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G Z = x
42 34 38 41 3eqtrd ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = x
43 1 2 5 nv0lid ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ y ∈ X → Z G y = y
44 8 43 mpan ⊢ y ∈ X → Z G y = y
45 44 adantl ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → Z G y = y
46 42 45 eqeq12d ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y G y = Z G y ↔ x = y
47 28 46 bitr3d ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S y = Z ↔ x = y
48 14 22 47 3bitrd ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = 0 ↔ x = y
49 simpr ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x ∈ X
50 1 4 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − 1 ∈ ℂ ∧ z ∈ X → -1 S z ∈ X
51 8 15 50 mp3an12 ⊢ z ∈ X → -1 S z ∈ X
52 51 adantr ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → -1 S z ∈ X
53 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X ∧ -1 S z ∈ X → x G -1 S z ∈ X
54 8 53 mp3an1 ⊢ x ∈ X ∧ -1 S z ∈ X → x G -1 S z ∈ X
55 49 52 54 syl2anc ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x G -1 S z ∈ X
56 55 3adant3 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S z ∈ X
57 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ z ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → z G -1 S y ∈ X
58 8 57 mp3an1 ⊢ z ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → z G -1 S y ∈ X
59 17 58 sylan2 ⊢ z ∈ X ∧ y ∈ X → z G -1 S y ∈ X
60 59 3adant2 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → z G -1 S y ∈ X
61 1 2 6 nvtri ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x G -1 S z ∈ X ∧ z G -1 S y ∈ X → N ⁡ x G -1 S z G z G -1 S y ≤ N ⁡ x G -1 S z + N ⁡ z G -1 S y
62 8 61 mp3an1 ⊢ x G -1 S z ∈ X ∧ z G -1 S y ∈ X → N ⁡ x G -1 S z G z G -1 S y ≤ N ⁡ x G -1 S z + N ⁡ z G -1 S y
63 56 60 62 syl2anc ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → N ⁡ x G -1 S z G z G -1 S y ≤ N ⁡ x G -1 S z + N ⁡ z G -1 S y
64 13 3adant1 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = N ⁡ x G -1 S y
65 simp1 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → z ∈ X
66 17 3ad2ant3 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → -1 S y ∈ X
67 1 2 nvass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x G -1 S z ∈ X ∧ z ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → x G -1 S z G z G -1 S y = x G -1 S z G z G -1 S y
68 8 67 mpan ⊢ x G -1 S z ∈ X ∧ z ∈ X ∧ -1 S y ∈ X → x G -1 S z G z G -1 S y = x G -1 S z G z G -1 S y
69 56 65 66 68 syl3anc ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S z G z G -1 S y = x G -1 S z G z G -1 S y
70 simpl ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → z ∈ X
71 1 2 nvass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ x ∈ X ∧ -1 S z ∈ X ∧ z ∈ X → x G -1 S z G z = x G -1 S z G z
72 8 71 mpan ⊢ x ∈ X ∧ -1 S z ∈ X ∧ z ∈ X → x G -1 S z G z = x G -1 S z G z
73 49 52 70 72 syl3anc ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x G -1 S z G z = x G -1 S z G z
74 1 2 4 5 nvlinv ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ z ∈ X → -1 S z G z = Z
75 8 74 mpan ⊢ z ∈ X → -1 S z G z = Z
76 75 adantr ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → -1 S z G z = Z
77 76 oveq2d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x G -1 S z G z = x G Z
78 40 adantl ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x G Z = x
79 73 77 78 3eqtrd ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → x G -1 S z G z = x
80 79 3adant3 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S z G z = x
81 80 oveq1d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S z G z G -1 S y = x G -1 S y
82 69 81 eqtr3d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x G -1 S z G z G -1 S y = x G -1 S y
83 82 fveq2d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → N ⁡ x G -1 S z G z G -1 S y = N ⁡ x G -1 S y
84 64 83 eqtr4d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y = N ⁡ x G -1 S z G z G -1 S y
85 1 2 4 6 7 imsdval2 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ z ∈ X ∧ x ∈ X → z D x = N ⁡ z G -1 S x
86 8 85 mp3an1 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → z D x = N ⁡ z G -1 S x
87 1 2 4 6 nvdif ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ z ∈ X ∧ x ∈ X → N ⁡ z G -1 S x = N ⁡ x G -1 S z
88 8 87 mp3an1 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → N ⁡ z G -1 S x = N ⁡ x G -1 S z
89 86 88 eqtrd ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X → z D x = N ⁡ x G -1 S z
90 89 3adant3 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → z D x = N ⁡ x G -1 S z
91 1 2 4 6 7 imsdval2 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ z ∈ X ∧ y ∈ X → z D y = N ⁡ z G -1 S y
92 8 91 mp3an1 ⊢ z ∈ X ∧ y ∈ X → z D y = N ⁡ z G -1 S y
93 92 3adant2 ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → z D y = N ⁡ z G -1 S y
94 90 93 oveq12d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → z D x + z D y = N ⁡ x G -1 S z + N ⁡ z G -1 S y
95 63 84 94 3brtr4d ⊢ z ∈ X ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x D y ≤ z D x + z D y
96 95 3coml ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → x D y ≤ z D x + z D y
97 9 11 48 96 ismeti ⊢ D ∈ Met ⁡ X