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Theorem metcnpi3

Description: Epsilon-delta property of a metric space function continuous at P . A variation of metcnpi2 with non-strict ordering. (Contributed by NM, 16-Dec-2007) (Revised by Mario Carneiro, 13-Nov-2013)

Ref Expression
Hypotheses metcn.2 ⊢ J = MetOpen ⁡ C
metcn.4 ⊢ K = MetOpen ⁡ D
Assertion metcnpi3 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ X y C P ≤ x → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 metcn.2 ⊢ J = MetOpen ⁡ C
2 metcn.4 ⊢ K = MetOpen ⁡ D
3 1 2 metcnpi2 ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + → ∃ z ∈ ℝ + ∀ y ∈ X y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A
4 rphalfcl ⊢ z ∈ ℝ + → z 2 ∈ ℝ +
5 4 ad2antrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ ∀ y ∈ X y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → z 2 ∈ ℝ +
6 simplll ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → C ∈ ∞Met ⁡ X
7 simprr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → y ∈ X
8 simplrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P
9 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
10 9 cnprcl ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → P ∈ ⋃ J
11 8 10 syl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → P ∈ ⋃ J
12 1 mopnuni ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X → X = ⋃ J
13 6 12 syl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → X = ⋃ J
14 11 13 eleqtrrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → P ∈ X
15 xmetcl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ y ∈ X ∧ P ∈ X → y C P ∈ ℝ *
16 6 7 14 15 syl3anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → y C P ∈ ℝ *
17 4 ad2antrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → z 2 ∈ ℝ +
18 17 rpxrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → z 2 ∈ ℝ *
19 rpxr ⊢ z ∈ ℝ + → z ∈ ℝ *
20 19 ad2antrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → z ∈ ℝ *
21 rphalflt ⊢ z ∈ ℝ + → z 2 < z
22 21 ad2antrl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → z 2 < z
23 xrlelttr ⊢ y C P ∈ ℝ * ∧ z 2 ∈ ℝ * ∧ z ∈ ℝ * → y C P ≤ z 2 ∧ z 2 < z → y C P < z
24 23 expcomd ⊢ y C P ∈ ℝ * ∧ z 2 ∈ ℝ * ∧ z ∈ ℝ * → z 2 < z → y C P ≤ z 2 → y C P < z
25 24 imp ⊢ y C P ∈ ℝ * ∧ z 2 ∈ ℝ * ∧ z ∈ ℝ * ∧ z 2 < z → y C P ≤ z 2 → y C P < z
26 16 18 20 22 25 syl31anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → y C P ≤ z 2 → y C P < z
27 simpllr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → D ∈ ∞Met ⁡ Y
28 1 mopntopon ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X → J ∈ TopOn ⁡ X
29 6 28 syl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → J ∈ TopOn ⁡ X
30 2 mopntopon ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ Y → K ∈ TopOn ⁡ Y
31 27 30 syl ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → K ∈ TopOn ⁡ Y
32 cnpf2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P → F : X ⟶ Y
33 29 31 8 32 syl3anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F : X ⟶ Y
34 33 7 ffvelcdmd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F ⁡ y ∈ Y
35 33 14 ffvelcdmd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F ⁡ P ∈ Y
36 xmetcl ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ⁡ y ∈ Y ∧ F ⁡ P ∈ Y → F ⁡ y D F ⁡ P ∈ ℝ *
37 27 34 35 36 syl3anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F ⁡ y D F ⁡ P ∈ ℝ *
38 simplrr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → A ∈ ℝ +
39 38 rpxrd ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → A ∈ ℝ *
40 xrltle ⊢ F ⁡ y D F ⁡ P ∈ ℝ * ∧ A ∈ ℝ * → F ⁡ y D F ⁡ P < A → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
41 37 39 40 syl2anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → F ⁡ y D F ⁡ P < A → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
42 26 41 imim12d ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → y C P ≤ z 2 → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
43 42 anassrs ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ y ∈ X → y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → y C P ≤ z 2 → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
44 43 ralimdva ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + → ∀ y ∈ X y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → ∀ y ∈ X y C P ≤ z 2 → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
45 44 impr ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ ∀ y ∈ X y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → ∀ y ∈ X y C P ≤ z 2 → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
46 breq2 ⊢ x = z 2 → y C P ≤ x ↔ y C P ≤ z 2
47 46 rspceaimv ⊢ z 2 ∈ ℝ + ∧ ∀ y ∈ X y C P ≤ z 2 → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ X y C P ≤ x → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
48 5 45 47 syl2anc ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + ∧ z ∈ ℝ + ∧ ∀ y ∈ X y C P < z → F ⁡ y D F ⁡ P < A → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ X y C P ≤ x → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A
49 3 48 rexlimddv ⊢ C ∈ ∞Met ⁡ X ∧ D ∈ ∞Met ⁡ Y ∧ F ∈ J CnP K ⁡ P ∧ A ∈ ℝ + → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ X y C P ≤ x → F ⁡ y D F ⁡ P ≤ A