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Theorem minvecolem1

Description: Lemma for minveco . 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) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses minveco.x ⊢ X = BaseSet ⁡ U
minveco.m ⊢ M = - v ⁡ U
minveco.n ⊢ N = norm CV ⁡ U
minveco.y ⊢ Y = BaseSet ⁡ W
minveco.u ⊢ φ → U ∈ CPreHil OLD
minveco.w ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U ∩ CBan
minveco.a ⊢ φ → A ∈ X
minveco.d ⊢ D = IndMet ⁡ U
minveco.j ⊢ J = MetOpen ⁡ D
minveco.r ⊢ R = ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y
Assertion minvecolem1 ⊢ φ → R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 minveco.x ⊢ X = BaseSet ⁡ U
2 minveco.m ⊢ M = - v ⁡ U
3 minveco.n ⊢ N = norm CV ⁡ U
4 minveco.y ⊢ Y = BaseSet ⁡ W
5 minveco.u ⊢ φ → U ∈ CPreHil OLD
6 minveco.w ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U ∩ CBan
7 minveco.a ⊢ φ → A ∈ X
8 minveco.d ⊢ D = IndMet ⁡ U
9 minveco.j ⊢ J = MetOpen ⁡ D
10 minveco.r ⊢ R = ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y
11 phnv ⊢ U ∈ CPreHil OLD → U ∈ NrmCVec
12 5 11 syl ⊢ φ → U ∈ NrmCVec
13 12 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Y → U ∈ NrmCVec
14 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Y → A ∈ X
15 elin ⊢ W ∈ SubSp ⁡ U ∩ CBan ↔ W ∈ SubSp ⁡ U ∧ W ∈ CBan
16 6 15 sylib ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U ∧ W ∈ CBan
17 16 simpld ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U
18 eqid ⊢ SubSp ⁡ U = SubSp ⁡ U
19 1 4 18 sspba ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ W ∈ SubSp ⁡ U → Y ⊆ X
20 12 17 19 syl2anc ⊢ φ → Y ⊆ X
21 20 sselda ⊢ φ ∧ y ∈ Y → y ∈ X
22 1 2 nvmcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A M y ∈ X
23 13 14 21 22 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ Y → A M y ∈ X
24 1 3 nvcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ A M y ∈ X → N ⁡ A M y ∈ ℝ
25 13 23 24 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ Y → N ⁡ A M y ∈ ℝ
26 25 fmpttd ⊢ φ → y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y : Y ⟶ ℝ
27 26 frnd ⊢ φ → ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y ⊆ ℝ
28 10 27 eqsstrid ⊢ φ → R ⊆ ℝ
29 16 simprd ⊢ φ → W ∈ CBan
30 bnnv ⊢ W ∈ CBan → W ∈ NrmCVec
31 eqid ⊢ 0 vec ⁡ W = 0 vec ⁡ W
32 4 31 nvzcl ⊢ W ∈ NrmCVec → 0 vec ⁡ W ∈ Y
33 29 30 32 3syl ⊢ φ → 0 vec ⁡ W ∈ Y
34 fvex ⊢ N ⁡ A M y ∈ V
35 eqid ⊢ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y
36 34 35 dmmpti ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = Y
37 33 36 eleqtrrdi ⊢ φ → 0 vec ⁡ W ∈ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y
38 37 ne0d ⊢ φ → dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y ≠ ∅
39 dm0rn0 ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = ∅ ↔ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = ∅
40 10 eqeq1i ⊢ R = ∅ ↔ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = ∅
41 39 40 bitr4i ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y = ∅ ↔ R = ∅
42 41 necon3bii ⊢ dom ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y ≠ ∅ ↔ R ≠ ∅
43 38 42 sylib ⊢ φ → R ≠ ∅
44 1 3 nvge0 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ A M y ∈ X → 0 ≤ N ⁡ A M y
45 13 23 44 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ Y → 0 ≤ N ⁡ A M y
46 45 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A M y
47 34 rgenw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A M y ∈ V
48 breq2 ⊢ w = N ⁡ A M y → 0 ≤ w ↔ 0 ≤ N ⁡ A M y
49 35 48 ralrnmptw ⊢ ∀ y ∈ Y N ⁡ A M y ∈ V → ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y 0 ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A M y
50 47 49 ax-mp ⊢ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y 0 ≤ w ↔ ∀ y ∈ Y 0 ≤ N ⁡ A M y
51 46 50 sylibr ⊢ φ → ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y 0 ≤ w
52 10 raleqi ⊢ ∀ w ∈ R 0 ≤ w ↔ ∀ w ∈ ran ⁡ y ∈ Y ⟼ N ⁡ A M y 0 ≤ w
53 51 52 sylibr ⊢ φ → ∀ w ∈ R 0 ≤ w
54 28 43 53 3jca ⊢ φ → R ⊆ ℝ ∧ R ≠ ∅ ∧ ∀ w ∈ R 0 ≤ w