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Theorem metcnp

Description: Two ways to say a mapping from metric C to metric D is continuous at point P . (Contributed by NM, 11-May-2007) (Revised by Mario Carneiro, 28-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses metcn.2 ⊢ J = MetOpen ⁡ C
metcn.4 ⊢ K = MetOpen ⁡ D
Assertion metcnp ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 metcn.2 ⊢ J = MetOpen ⁡ C
2 metcn.4 ⊢ K = MetOpen ⁡ D
3 1 2 metcnp3 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y
4 ffun ⊢ F : X ⟶ Y → Fun ⁡ F
5 4 ad2antlr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → Fun ⁡ F
6 simpll1 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → C ∈ ∞Met ⁡ X
7 simpll3 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → P ∈ X
8 rpxr ⊢ z ∈ ℝ + → z ∈ ℝ *
9 8 ad2antll ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → z ∈ ℝ *
10 blssm ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ P ∈ X ∧ z ∈ ℝ * → P ball ⁡ C z ⊆ X
11 6 7 9 10 syl3anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → P ball ⁡ C z ⊆ X
12 fdm ⊢ F : X ⟶ Y → dom ⁡ F = X
13 12 ad2antlr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → dom ⁡ F = X
14 11 13 sseqtrrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → P ball ⁡ C z ⊆ dom ⁡ F
15 funimass4 ⊢ Fun ⁡ F ∧ P ball ⁡ C z ⊆ dom ⁡ F → F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ w ∈ P ball ⁡ C z F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y
16 5 14 15 syl2anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ w ∈ P ball ⁡ C z F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y
17 elbl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ P ∈ X ∧ z ∈ ℝ * → w ∈ P ball ⁡ C z ↔ w ∈ X ∧ P C w < z
18 6 7 9 17 syl3anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → w ∈ P ball ⁡ C z ↔ w ∈ X ∧ P C w < z
19 18 imbi1d ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → w ∈ P ball ⁡ C z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ w ∈ X ∧ P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y
20 impexp ⊢ w ∈ X ∧ P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ w ∈ X → P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y
21 simpl2 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y → D ∈ ∞Met ⁡ Y
22 21 ad2antrr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → D ∈ ∞Met ⁡ Y
23 simplrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → y ∈ ℝ +
24 23 rpxrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → y ∈ ℝ *
25 simpllr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → F : X ⟶ Y
26 7 adantr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → P ∈ X
27 25 26 ffvelcdmd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → F ⁡ P ∈ Y
28 simplr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → F : X ⟶ Y
29 28 ffvelcdmda ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → F ⁡ w ∈ Y
30 elbl2 ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ y ∈ ℝ * ∧ F ⁡ P ∈ Y ∧ F ⁡ w ∈ Y → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ F ⁡ P D F ⁡ w < y
31 22 24 27 29 30 syl22anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ F ⁡ P D F ⁡ w < y
32 31 imbi2d ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ w ∈ X → P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
33 32 pm5.74da ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → w ∈ X → P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ w ∈ X → P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
34 20 33 bitrid ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → w ∈ X ∧ P C w < z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ w ∈ X → P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
35 19 34 bitrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → w ∈ P ball ⁡ C z → F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ w ∈ X → P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
36 35 ralbidv2 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → ∀ w ∈ P ball ⁡ C z F ⁡ w ∈ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
37 16 36 bitrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
38 37 anassrs ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
39 38 rexbidva ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ y ∈ ℝ + → ∃ z ∈ ℝ + F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∃ z ∈ ℝ + ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
40 39 ralbidva ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y → ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
41 40 pm5.32da ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X → F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + F P ball ⁡ C z ⊆ F ⁡ P ball ⁡ D y ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y
42 3 41 bitrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ P ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ ℝ + ∃ z ∈ ℝ + ∀ w ∈ X P C w < z → F ⁡ P D F ⁡ w < y