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Theorem minveclem3b

Description: Lemma for minvec . The set of vectors within a fixed distance of the infimum forms a filter base. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015) (Revised by AV, 3-Oct-2020)

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
minvec.s ⊢ S = inf R ℝ <
minvec.d ⊢ D = dist ⁡ U ↾ X × X
minvec.f ⊢ F = ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
Assertion minveclem3b ⊢ φ → F ∈ fBas ⁡ Y

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 minvec.s ⊢ S = inf R ℝ <
11 minvec.d ⊢ D = dist ⁡ U ↾ X × X
12 minvec.f ⊢ F = ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
13 ssrab2 ⊢ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ⊆ Y
14 5 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → Y ∈ LSubSp ⁡ U
15 elpw2g ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ∈ 𝒫 Y ↔ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ⊆ Y
16 14 15 syl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ∈ 𝒫 Y ↔ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ⊆ Y
17 13 16 mpbiri ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ∈ 𝒫 Y
18 17 fmpttd ⊢ φ → r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r : ℝ + ⟶ 𝒫 Y
19 18 frnd ⊢ φ → ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ⊆ 𝒫 Y
20 12 19 eqsstrid ⊢ φ → F ⊆ 𝒫 Y
21 1rp ⊢ 1 ∈ ℝ +
22 eqid ⊢ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
23 22 17 dmmptd ⊢ φ → dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = ℝ +
24 21 23 eleqtrrid ⊢ φ → 1 ∈ dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
25 24 ne0d ⊢ φ → dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ≠ ∅
26 dm0rn0 ⊢ dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = ∅ ↔ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = ∅
27 12 eqeq1i ⊢ F = ∅ ↔ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = ∅
28 26 27 bitr4i ⊢ dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r = ∅ ↔ F = ∅
29 28 necon3bii ⊢ dom ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ≠ ∅ ↔ F ≠ ∅
30 25 29 sylib ⊢ φ → F ≠ ∅
31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 minveclem4c ⊢ φ → S ∈ ℝ
32 31 resqcld ⊢ φ → S 2 ∈ ℝ
33 ltaddrp ⊢ S 2 ∈ ℝ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 < S 2 + r
34 32 33 sylan ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 < S 2 + r
35 32 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 ∈ ℝ
36 rpre ⊢ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ
37 36 adantl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ
38 35 37 readdcld ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ∈ ℝ
39 38 recnd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ∈ ℂ
40 39 sqsqrtd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r 2 = S 2 + r
41 34 40 breqtrrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 < S 2 + r 2
42 1 2 3 4 5 6 7 8 9 minveclem1 ⊢ φ → R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w
43 42 simp1d ⊢ φ → R ⊆ ℝ
44 43 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → R ⊆ ℝ
45 42 simp2d ⊢ φ → R ≠ ∅
46 45 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → R ≠ ∅
47 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
48 42 simp3d ⊢ φ → ∀ w ∈ R 0 ≤ w
49 breq1 ⊢ y = 0 → y ≤ w ↔ 0 ≤ w
50 49 ralbidv ⊢ y = 0 → ∀ w ∈ R y ≤ w ↔ ∀ w ∈ R 0 ≤ w
51 50 rspcev ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w → ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w
52 47 48 51 sylancr ⊢ φ → ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w
53 52 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w
54 infrecl ⊢ R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w → inf R ℝ < ∈ ℝ
55 44 46 53 54 syl3anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → inf R ℝ < ∈ ℝ
56 10 55 eqeltrid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S ∈ ℝ
57 0red ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ∈ ℝ
58 56 sqge0d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ S 2
59 57 35 38 58 34 lelttrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 < S 2 + r
60 57 38 59 ltled ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ S 2 + r
61 38 60 resqrtcld ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ∈ ℝ
62 48 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∀ w ∈ R 0 ≤ w
63 infregelb ⊢ R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w ∧ 0 ∈ ℝ → 0 ≤ inf R ℝ < ↔ ∀ w ∈ R 0 ≤ w
64 44 46 53 57 63 syl31anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ inf R ℝ < ↔ ∀ w ∈ R 0 ≤ w
65 62 64 mpbird ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ inf R ℝ <
66 65 10 breqtrrdi ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ S
67 38 60 sqrtge0d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → 0 ≤ S 2 + r
68 56 61 66 67 lt2sqd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S < S 2 + r ↔ S 2 < S 2 + r 2
69 41 68 mpbird ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S < S 2 + r
70 56 61 ltnled ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S < S 2 + r ↔ ¬ S 2 + r ≤ S
71 69 70 mpbid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ¬ S 2 + r ≤ S
72 10 breq2i ⊢ S 2 + r ≤ S ↔ S 2 + r ≤ inf R ℝ <
73 infregelb ⊢ R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∃ y ∈ ℝ ∀ w ∈ R y ≤ w ∧ S 2 + r ∈ ℝ → S 2 + r ≤ inf R ℝ < ↔ ∀ w ∈ R S 2 + r ≤ w
74 44 46 53 61 73 syl31anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ≤ inf R ℝ < ↔ ∀ w ∈ R S 2 + r ≤ w
75 9 raleqi ⊢ ∀ w ∈ R S 2 + r ≤ w ↔ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y S 2 + r ≤ w
76 fvex ⊢ N ⁡ A - ˙ y ∈ V
77 76 rgenw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A - ˙ y ∈ V
78 eqid ⊢ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y = y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y
79 breq2 ⊢ w = N ⁡ A - ˙ y → S 2 + r ≤ w ↔ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
80 78 79 ralrnmptw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A - ˙ y ∈ V → ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y S 2 + r ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
81 77 80 ax-mp ⊢ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A - ˙ y S 2 + r ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
82 75 81 bitri ⊢ ∀ w ∈ R S 2 + r ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
83 74 82 bitrdi ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ≤ inf R ℝ < ↔ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
84 72 83 bitrid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → S 2 + r ≤ S ↔ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
85 71 84 mtbid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ¬ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
86 rexnal ⊢ ∃ y ∈ Y ¬ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y ↔ ¬ ∀ y ∈ Y S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
87 85 86 sylibr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ y ∈ Y ¬ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
88 61 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ∈ ℝ
89 cphngp ⊢ U ∈ CPreHil → U ∈ NrmGrp
90 4 89 syl ⊢ φ → U ∈ NrmGrp
91 ngpms ⊢ U ∈ NrmGrp → U ∈ MetSp
92 1 11 msmet ⊢ U ∈ MetSp → D ∈ Met ⁡ X
93 90 91 92 3syl ⊢ φ → D ∈ Met ⁡ X
94 93 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → D ∈ Met ⁡ X
95 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A ∈ X
96 eqid ⊢ LSubSp ⁡ U = LSubSp ⁡ U
97 1 96 lssss ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → Y ⊆ X
98 14 97 syl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → Y ⊆ X
99 98 sselda ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → y ∈ X
100 metcl ⊢ D ∈ Met ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A D y ∈ ℝ
101 94 95 99 100 syl3anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y ∈ ℝ
102 67 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → 0 ≤ S 2 + r
103 metge0 ⊢ D ∈ Met ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → 0 ≤ A D y
104 94 95 99 103 syl3anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → 0 ≤ A D y
105 88 101 102 104 le2sqd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ≤ A D y ↔ S 2 + r 2 ≤ A D y 2
106 11 oveqi ⊢ A D y = A dist ⁡ U ↾ X × X y
107 95 99 ovresd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A dist ⁡ U ↾ X × X y = A dist ⁡ U y
108 106 107 eqtrid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y = A dist ⁡ U y
109 90 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → U ∈ NrmGrp
110 eqid ⊢ dist ⁡ U = dist ⁡ U
111 3 1 2 110 ngpds ⊢ U ∈ NrmGrp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A dist ⁡ U y = N ⁡ A - ˙ y
112 109 95 99 111 syl3anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A dist ⁡ U y = N ⁡ A - ˙ y
113 108 112 eqtrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y = N ⁡ A - ˙ y
114 113 breq2d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ≤ A D y ↔ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y
115 40 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r 2 = S 2 + r
116 115 breq1d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r 2 ≤ A D y 2 ↔ S 2 + r ≤ A D y 2
117 105 114 116 3bitr3d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y ↔ S 2 + r ≤ A D y 2
118 117 notbid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → ¬ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y ↔ ¬ S 2 + r ≤ A D y 2
119 38 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ∈ ℝ
120 101 resqcld ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y 2 ∈ ℝ
121 119 120 letrid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 + r ≤ A D y 2 ∨ A D y 2 ≤ S 2 + r
122 121 ord ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → ¬ S 2 + r ≤ A D y 2 → A D y 2 ≤ S 2 + r
123 118 122 sylbid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → ¬ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y → A D y 2 ≤ S 2 + r
124 123 reximdva ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ y ∈ Y ¬ S 2 + r ≤ N ⁡ A - ˙ y → ∃ y ∈ Y A D y 2 ≤ S 2 + r
125 87 124 mpd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ y ∈ Y A D y 2 ≤ S 2 + r
126 rabn0 ⊢ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ≠ ∅ ↔ ∃ y ∈ Y A D y 2 ≤ S 2 + r
127 125 126 sylibr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ≠ ∅
128 127 necomd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∅ ≠ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
129 128 neneqd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ¬ ∅ = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
130 129 nrexdv ⊢ φ → ¬ ∃ r ∈ ℝ + ∅ = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
131 12 eleq2i ⊢ ∅ ∈ F ↔ ∅ ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
132 0ex ⊢ ∅ ∈ V
133 22 elrnmpt ⊢ ∅ ∈ V → ∅ ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ↔ ∃ r ∈ ℝ + ∅ = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
134 132 133 ax-mp ⊢ ∅ ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r ↔ ∃ r ∈ ℝ + ∅ = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
135 131 134 bitri ⊢ ∅ ∈ F ↔ ∃ r ∈ ℝ + ∅ = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
136 130 135 sylnibr ⊢ φ → ¬ ∅ ∈ F
137 df-nel ⊢ ∅ ∉ F ↔ ¬ ∅ ∈ F
138 136 137 sylibr ⊢ φ → ∅ ∉ F
139 56 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S ∈ ℝ
140 139 resqcld ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 ∈ ℝ
141 37 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → r ∈ ℝ
142 120 140 141 lesubadd2d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ A D y 2 ≤ S 2 + r
143 142 rabbidva ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
144 143 mpteq2dva ⊢ φ → r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
145 144 rneqd ⊢ φ → ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 ≤ S 2 + r
146 12 145 eqtr4id ⊢ φ → F = ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
147 146 eleq2d ⊢ φ → u ∈ F ↔ u ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
148 breq2 ⊢ r = s → A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ A D y 2 − S 2 ≤ s
149 148 rabbidv ⊢ r = s → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s
150 149 cbvmptv ⊢ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = s ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s
151 150 elrnmpt ⊢ u ∈ V → u ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s
152 151 elv ⊢ u ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s
153 147 152 bitrdi ⊢ φ → u ∈ F ↔ ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s
154 146 eleq2d ⊢ φ → v ∈ F ↔ v ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
155 breq2 ⊢ r = t → A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ A D y 2 − S 2 ≤ t
156 155 rabbidv ⊢ r = t → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
157 156 cbvmptv ⊢ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = t ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
158 157 elrnmpt ⊢ v ∈ V → v ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
159 158 elv ⊢ v ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
160 154 159 bitrdi ⊢ φ → v ∈ F ↔ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
161 153 160 anbi12d ⊢ φ → u ∈ F ∧ v ∈ F ↔ ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
162 reeanv ⊢ ∃ s ∈ ℝ + ∃ t ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t ↔ ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
163 93 ad2antrr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → D ∈ Met ⁡ X
164 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A ∈ X
165 5 97 syl ⊢ φ → Y ⊆ X
166 165 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → Y ⊆ X
167 166 sselda ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → y ∈ X
168 163 164 167 100 syl3anc ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y ∈ ℝ
169 168 resqcld ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y 2 ∈ ℝ
170 32 ad2antrr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → S 2 ∈ ℝ
171 169 170 resubcld ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y 2 − S 2 ∈ ℝ
172 simplrl ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → s ∈ ℝ +
173 172 rpred ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → s ∈ ℝ
174 simplrr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → t ∈ ℝ +
175 174 rpred ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → t ∈ ℝ
176 lemin ⊢ A D y 2 − S 2 ∈ ℝ ∧ s ∈ ℝ ∧ t ∈ ℝ → A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ↔ A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t
177 171 173 175 176 syl3anc ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y → A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ↔ A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t
178 177 rabbidva ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t
179 ifcl ⊢ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → if s ≤ t s t ∈ ℝ +
180 5 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → Y ∈ LSubSp ⁡ U
181 rabexg ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ V
182 180 181 syl ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ V
183 eqid ⊢ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
184 breq2 ⊢ r = if s ≤ t s t → A D y 2 − S 2 ≤ r ↔ A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t
185 184 rabbidv ⊢ r = if s ≤ t s t → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t
186 183 185 elrnmpt1s ⊢ if s ≤ t s t ∈ ℝ + ∧ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ V → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
187 179 182 186 syl2an2 ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
188 146 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → F = ran ⁡ r ∈ ℝ + ⟼ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ r
189 187 188 eleqtrrd ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ if s ≤ t s t ∈ F
190 178 189 eqeltrrd ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t ∈ F
191 ineq12 ⊢ u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → u ∩ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∩ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t
192 inrab ⊢ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∩ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t
193 191 192 eqtrdi ⊢ u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → u ∩ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t
194 193 eleq1d ⊢ u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → u ∩ v ∈ F ↔ y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ A D y 2 − S 2 ≤ t ∈ F
195 190 194 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → u ∩ v ∈ F
196 vex ⊢ u ∈ V
197 196 inex1 ⊢ u ∩ v ∈ V
198 197 pwid ⊢ u ∩ v ∈ 𝒫 u ∩ v
199 inelcm ⊢ u ∩ v ∈ F ∧ u ∩ v ∈ 𝒫 u ∩ v → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
200 198 199 mpan2 ⊢ u ∩ v ∈ F → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
201 195 200 syl6 ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ + ∧ t ∈ ℝ + → u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
202 201 rexlimdvva ⊢ φ → ∃ s ∈ ℝ + ∃ t ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
203 162 202 biimtrrid ⊢ φ → ∃ s ∈ ℝ + u = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ s ∧ ∃ t ∈ ℝ + v = y ∈ Y | A D y 2 − S 2 ≤ t → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
204 161 203 sylbid ⊢ φ → u ∈ F ∧ v ∈ F → F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
205 204 ralrimivv ⊢ φ → ∀ u ∈ F ∀ v ∈ F F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
206 30 138 205 3jca ⊢ φ → F ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ F ∧ ∀ u ∈ F ∀ v ∈ F F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
207 isfbas ⊢ Y ∈ LSubSp ⁡ U → F ∈ fBas ⁡ Y ↔ F ⊆ 𝒫 Y ∧ F ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ F ∧ ∀ u ∈ F ∀ v ∈ F F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
208 5 207 syl ⊢ φ → F ∈ fBas ⁡ Y ↔ F ⊆ 𝒫 Y ∧ F ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ F ∧ ∀ u ∈ F ∀ v ∈ F F ∩ 𝒫 u ∩ v ≠ ∅
209 20 206 208 mpbir2and ⊢ φ → F ∈ fBas ⁡ Y