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Theorem minvecolem4b

Description: Lemma for minveco . The convergent point of the Cauchy sequence F is a member of the base space. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jun-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
minveco.s ⊢ S = inf R ℝ <
minveco.f ⊢ φ → F : ℕ ⟶ Y
minveco.1 ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A D F ⁡ n 2 ≤ S 2 + 1 n
Assertion minvecolem4b ⊢ φ → ⇝t ⁡ J ⁡ F ∈ X

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 minveco.s ⊢ S = inf R ℝ <
12 minveco.f ⊢ φ → F : ℕ ⟶ Y
13 minveco.1 ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A D F ⁡ n 2 ≤ S 2 + 1 n
14 phnv ⊢ U ∈ CPreHil OLD → U ∈ NrmCVec
15 5 14 syl ⊢ φ → U ∈ NrmCVec
16 elin ⊢ W ∈ SubSp ⁡ U ∩ CBan ↔ W ∈ SubSp ⁡ U ∧ W ∈ CBan
17 6 16 sylib ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U ∧ W ∈ CBan
18 17 simpld ⊢ φ → W ∈ SubSp ⁡ U
19 eqid ⊢ SubSp ⁡ U = SubSp ⁡ U
20 1 4 19 sspba ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ W ∈ SubSp ⁡ U → Y ⊆ X
21 15 18 20 syl2anc ⊢ φ → Y ⊆ X
22 1 8 imsxmet ⊢ U ∈ NrmCVec → D ∈ ∞Met ⁡ X
23 15 22 syl ⊢ φ → D ∈ ∞Met ⁡ X
24 9 methaus ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ X → J ∈ Haus
25 23 24 syl ⊢ φ → J ∈ Haus
26 lmfun ⊢ J ∈ Haus → Fun ⁡ ⇝t ⁡ J
27 25 26 syl ⊢ φ → Fun ⁡ ⇝t ⁡ J
28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 minvecolem4a ⊢ φ → F ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
29 eqid ⊢ J ↾ 𝑡 Y = J ↾ 𝑡 Y
30 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
31 4 fvexi ⊢ Y ∈ V
32 31 a1i ⊢ φ → Y ∈ V
33 9 mopntop ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ X → J ∈ Top
34 23 33 syl ⊢ φ → J ∈ Top
35 xmetres2 ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ X ∧ Y ⊆ X → D ↾ Y × Y ∈ ∞Met ⁡ Y
36 23 21 35 syl2anc ⊢ φ → D ↾ Y × Y ∈ ∞Met ⁡ Y
37 eqid ⊢ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y = MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y
38 37 mopntopon ⊢ D ↾ Y × Y ∈ ∞Met ⁡ Y → MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ∈ TopOn ⁡ Y
39 36 38 syl ⊢ φ → MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ∈ TopOn ⁡ Y
40 lmcl ⊢ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ∈ TopOn ⁡ Y ∧ F ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F → ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F ∈ Y
41 39 28 40 syl2anc ⊢ φ → ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F ∈ Y
42 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
43 29 30 32 34 41 42 12 lmss ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F ↔ F ⇝t ⁡ J ↾ 𝑡 Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
44 eqid ⊢ D ↾ Y × Y = D ↾ Y × Y
45 44 9 37 metrest ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ X ∧ Y ⊆ X → J ↾ 𝑡 Y = MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y
46 23 21 45 syl2anc ⊢ φ → J ↾ 𝑡 Y = MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y
47 46 fveq2d ⊢ φ → ⇝t ⁡ J ↾ 𝑡 Y = ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y
48 47 breqd ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J ↾ 𝑡 Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F ↔ F ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
49 43 48 bitrd ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F ↔ F ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
50 28 49 mpbird ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
51 funbrfv ⊢ Fun ⁡ ⇝t ⁡ J → F ⇝t ⁡ J ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F → ⇝t ⁡ J ⁡ F = ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
52 27 50 51 sylc ⊢ φ → ⇝t ⁡ J ⁡ F = ⇝t ⁡ MetOpen ⁡ D ↾ Y × Y ⁡ F
53 52 41 eqeltrd ⊢ φ → ⇝t ⁡ J ⁡ F ∈ Y
54 21 53 sseldd ⊢ φ → ⇝t ⁡ J ⁡ F ∈ X