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Theorem minveclem1

Description: Lemma for minvec . The set of all distances from points of Y to A are a nonempty set of nonnegative reals. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2014) (Revised by Mario Carneiro, 15-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses minvec.x ⊢ X = Base U
minvec.m ⊢ - ˙ = - U
minvec.n ⊢ N = norm ⁡ U
minvec.u ⊢ φ → U ∈ CPreHil
minvec.y ⊢ φ → Y ∈ LSubSp ⁡ U
minvec.w ⊢ φ → U ↾ 𝑠 Y ∈ CMetSp
minvec.a ⊢ φ → A ∈ X
minvec.j ⊢ J = TopOpen ⁡ U
minvec.r ⊢ R = ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y
Assertion minveclem1 ⊢ φ → R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 minvec.x ⊢ X = Base U
2 minvec.m ⊢ - ˙ = - U
3 minvec.n ⊢ N = norm ⁡ U
4 minvec.u ⊢ φ → U ∈ CPreHil
5 minvec.y ⊢ φ → Y ∈ LSubSp ⁡ U
6 minvec.w ⊢ φ → U ↾ 𝑠 Y ∈ CMetSp
7 minvec.a ⊢ φ → A ∈ X
8 minvec.j ⊢ J = TopOpen ⁡ U
9 minvec.r ⊢ R = ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y
10 cphngp ⊢ U ∈ CPreHil → U ∈ NrmGrp
11 4 10 syl ⊢ φ → U ∈ NrmGrp
12 cphlmod ⊢ U ∈ CPreHil → U ∈ LMod
13 4 12 syl ⊢ φ → U ∈ LMod
14 13 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Y → U ∈ LMod
15 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Y → A ∈ X
16 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
17 1 16 lssss ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → Y ⊆ X
18 5 17 syl ⊢ φ → Y ⊆ X
19 18 sselda ⊢ φ ∧ y ∈ Y → y ∈ X
20 1 2 lmodvsubcl ⊢ U ∈ LMod ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A - ˙ y ∈ X
21 14 15 19 20 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ Y → A - ˙ y ∈ X
22 1 3 nmcl ⊢ U ∈ NrmGrp ∧ A - ˙ y ∈ X → N ⁡ A - ˙ y ∈ ℝ
23 11 21 22 syl2an2r ⊢ φ ∧ y ∈ Y → N ⁡ A - ˙ y ∈ ℝ
24 23 fmpttd ⊢ φ → y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y : Y ⟶ ℝ
25 24 frnd ⊢ φ → ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y ⊆ ℝ
26 9 25 eqsstrid ⊢ φ → R ⊆ ℝ
27 16 lssn0 ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → Y ≠ ∅
28 5 27 syl ⊢ φ → Y ≠ ∅
29 9 eqeq1i ⊢ R = ∅ ↔ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = ∅
30 dm0rn0 ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = ∅ ↔ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = ∅
31 fvex ⊢ N ⁡ A - ˙ y ∈ V
32 eqid ⊢ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y
33 31 32 dmmpti ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = Y
34 33 eqeq1i ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = ∅ ↔ Y = ∅
35 29 30 34 3bitr2i ⊢ R = ∅ ↔ Y = ∅
36 35 necon3bii ⊢ R ≠ ∅ ↔ Y ≠ ∅
37 28 36 sylibr ⊢ φ → R ≠ ∅
38 1 3 nmge0 ⊢ U ∈ NrmGrp ∧ A - ˙ y ∈ X → 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
39 11 21 38 syl2an2r ⊢ φ ∧ y ∈ Y → 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
40 39 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
41 31 rgenw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A - ˙ y ∈ V
42 breq2 ⊢ w = N ⁡ A - ˙ y → 0 ≤ w ↔ 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
43 32 42 ralrnmptw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A - ˙ y ∈ V → ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y 0 ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
44 41 43 ax-mp ⊢ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y 0 ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A - ˙ y
45 40 44 sylibr ⊢ φ → ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y 0 ≤ w
46 9 raleqi ⊢ ∀ w ∈ R 0 ≤ w ↔ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y 0 ≤ w
47 45 46 sylibr ⊢ φ → ∀ w ∈ R 0 ≤ w
48 26 37 47 3jca ⊢ φ → R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w