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Theorem nrmmetd

Description: Show that a group norm generates a metric. Part of Definition 2.2-1 of Kreyszig p. 58. (Contributed by NM, 4-Dec-2006) (Revised by Mario Carneiro, 2-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses nrmmetd.x ⊢ X = Base G
nrmmetd.m ⊢ - ˙ = - G
nrmmetd.z ⊢ 0 ˙ = 0 G
nrmmetd.g ⊢ φ → G ∈ Grp
nrmmetd.f ⊢ φ → F : X ⟶ ℝ
nrmmetd.1 ⊢ φ ∧ x ∈ X → F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙
nrmmetd.2 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y
Assertion nrmmetd ⊢ φ → F ∘ - ˙ ∈ Met ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nrmmetd.x ⊢ X = Base G
2 nrmmetd.m ⊢ - ˙ = - G
3 nrmmetd.z ⊢ 0 ˙ = 0 G
4 nrmmetd.g ⊢ φ → G ∈ Grp
5 nrmmetd.f ⊢ φ → F : X ⟶ ℝ
6 nrmmetd.1 ⊢ φ ∧ x ∈ X → F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙
7 nrmmetd.2 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y
8 1 2 grpsubf ⊢ G ∈ Grp → - ˙ : X × X ⟶ X
9 4 8 syl ⊢ φ → - ˙ : X × X ⟶ X
10 fco ⊢ F : X ⟶ ℝ ∧ - ˙ : X × X ⟶ X → F ∘ - ˙ : X × X ⟶ ℝ
11 5 9 10 syl2anc ⊢ φ → F ∘ - ˙ : X × X ⟶ ℝ
12 opelxpi ⊢ a ∈ X ∧ b ∈ X → a b ∈ X × X
13 fvco3 ⊢ - ˙ : X × X ⟶ X ∧ a b ∈ X × X → F ∘ - ˙ ⁡ a b = F ⁡ - ˙ ⁡ a b
14 9 12 13 syl2an ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ∘ - ˙ ⁡ a b = F ⁡ - ˙ ⁡ a b
15 df-ov ⊢ a F ∘ - ˙ b = F ∘ - ˙ ⁡ a b
16 df-ov ⊢ a - ˙ b = - ˙ ⁡ a b
17 16 fveq2i ⊢ F ⁡ a - ˙ b = F ⁡ - ˙ ⁡ a b
18 14 15 17 3eqtr4g ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a F ∘ - ˙ b = F ⁡ a - ˙ b
19 18 eqeq1d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ F ⁡ a - ˙ b = 0
20 6 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ X F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙
21 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b ∈ X
22 21 3expb ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b ∈ X
23 4 22 sylan ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b ∈ X
24 fveq2 ⊢ x = a - ˙ b → F ⁡ x = F ⁡ a - ˙ b
25 24 eqeq1d ⊢ x = a - ˙ b → F ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ a - ˙ b = 0
26 eqeq1 ⊢ x = a - ˙ b → x = 0 ˙ ↔ a - ˙ b = 0 ˙
27 25 26 bibi12d ⊢ x = a - ˙ b → F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙ ↔ F ⁡ a - ˙ b = 0 ↔ a - ˙ b = 0 ˙
28 27 rspccva ⊢ ∀ x ∈ X F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙ ∧ a - ˙ b ∈ X → F ⁡ a - ˙ b = 0 ↔ a - ˙ b = 0 ˙
29 20 23 28 syl2an2r ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ a - ˙ b = 0 ↔ a - ˙ b = 0 ˙
30 1 3 2 grpsubeq0 ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b = 0 ˙ ↔ a = b
31 30 3expb ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b = 0 ˙ ↔ a = b
32 4 31 sylan ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a - ˙ b = 0 ˙ ↔ a = b
33 19 29 32 3bitrd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ a = b
34 5 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F : X ⟶ ℝ
35 23 adantrr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a - ˙ b ∈ X
36 34 35 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ b ∈ ℝ
37 4 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → G ∈ Grp
38 simprll ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a ∈ X
39 simprr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c ∈ X
40 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X → a - ˙ c ∈ X
41 37 38 39 40 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a - ˙ c ∈ X
42 34 41 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c ∈ ℝ
43 simprlr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → b ∈ X
44 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → b - ˙ c ∈ X
45 37 43 39 44 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → b - ˙ c ∈ X
46 34 45 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ b - ˙ c ∈ ℝ
47 42 46 readdcld ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c ∈ ℝ
48 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ c ∈ X ∧ a ∈ X → c - ˙ a ∈ X
49 37 39 38 48 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c - ˙ a ∈ X
50 34 49 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ c - ˙ a ∈ ℝ
51 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ c ∈ X ∧ b ∈ X → c - ˙ b ∈ X
52 37 39 43 51 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c - ˙ b ∈ X
53 34 52 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ c - ˙ b ∈ ℝ
54 50 53 readdcld ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ c - ˙ a + F ⁡ c - ˙ b ∈ ℝ
55 1 2 grpnnncan2 ⊢ G ∈ Grp ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a - ˙ c - ˙ b - ˙ c = a - ˙ b
56 37 38 43 39 55 syl13anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a - ˙ c - ˙ b - ˙ c = a - ˙ b
57 56 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c - ˙ b - ˙ c = F ⁡ a - ˙ b
58 7 ralrimivva ⊢ φ → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y
59 58 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y
60 fvoveq1 ⊢ x = a - ˙ c → F ⁡ x - ˙ y = F ⁡ a - ˙ c - ˙ y
61 fveq2 ⊢ x = a - ˙ c → F ⁡ x = F ⁡ a - ˙ c
62 61 oveq1d ⊢ x = a - ˙ c → F ⁡ x + F ⁡ y = F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ y
63 60 62 breq12d ⊢ x = a - ˙ c → F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y ↔ F ⁡ a - ˙ c - ˙ y ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ y
64 oveq2 ⊢ y = b - ˙ c → a - ˙ c - ˙ y = a - ˙ c - ˙ b - ˙ c
65 64 fveq2d ⊢ y = b - ˙ c → F ⁡ a - ˙ c - ˙ y = F ⁡ a - ˙ c - ˙ b - ˙ c
66 fveq2 ⊢ y = b - ˙ c → F ⁡ y = F ⁡ b - ˙ c
67 66 oveq2d ⊢ y = b - ˙ c → F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ y = F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c
68 65 67 breq12d ⊢ y = b - ˙ c → F ⁡ a - ˙ c - ˙ y ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ y ↔ F ⁡ a - ˙ c - ˙ b - ˙ c ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c
69 63 68 rspc2va ⊢ a - ˙ c ∈ X ∧ b - ˙ c ∈ X ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y → F ⁡ a - ˙ c - ˙ b - ˙ c ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c
70 41 45 59 69 syl21anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c - ˙ b - ˙ c ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c
71 57 70 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ b ≤ F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c
72 eleq1w ⊢ b = c → b ∈ X ↔ c ∈ X
73 72 anbi2d ⊢ b = c → a ∈ X ∧ b ∈ X ↔ a ∈ X ∧ c ∈ X
74 73 anbi2d ⊢ b = c → φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ↔ φ ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X
75 oveq2 ⊢ b = c → a - ˙ b = a - ˙ c
76 75 fveq2d ⊢ b = c → F ⁡ a - ˙ b = F ⁡ a - ˙ c
77 fvoveq1 ⊢ b = c → F ⁡ b - ˙ a = F ⁡ c - ˙ a
78 76 77 breq12d ⊢ b = c → F ⁡ a - ˙ b ≤ F ⁡ b - ˙ a ↔ F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a
79 74 78 imbi12d ⊢ b = c → φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ a - ˙ b ≤ F ⁡ b - ˙ a ↔ φ ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a
80 4 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → G ∈ Grp
81 1 3 grpidcl ⊢ G ∈ Grp → 0 ˙ ∈ X
82 80 81 syl ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → 0 ˙ ∈ X
83 simprr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → b ∈ X
84 simprl ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a ∈ X
85 1 2 grpsubcl ⊢ G ∈ Grp ∧ b ∈ X ∧ a ∈ X → b - ˙ a ∈ X
86 80 83 84 85 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → b - ˙ a ∈ X
87 58 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y
88 fvoveq1 ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x - ˙ y = F ⁡ 0 ˙ - ˙ y
89 fveq2 ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x = F ⁡ 0 ˙
90 89 oveq1d ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x + F ⁡ y = F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ y
91 88 90 breq12d ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y ↔ F ⁡ 0 ˙ - ˙ y ≤ F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ y
92 oveq2 ⊢ y = b - ˙ a → 0 ˙ - ˙ y = 0 ˙ - ˙ b - ˙ a
93 92 fveq2d ⊢ y = b - ˙ a → F ⁡ 0 ˙ - ˙ y = F ⁡ 0 ˙ - ˙ b - ˙ a
94 fveq2 ⊢ y = b - ˙ a → F ⁡ y = F ⁡ b - ˙ a
95 94 oveq2d ⊢ y = b - ˙ a → F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ y = F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a
96 93 95 breq12d ⊢ y = b - ˙ a → F ⁡ 0 ˙ - ˙ y ≤ F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ y ↔ F ⁡ 0 ˙ - ˙ b - ˙ a ≤ F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a
97 91 96 rspc2va ⊢ 0 ˙ ∈ X ∧ b - ˙ a ∈ X ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x - ˙ y ≤ F ⁡ x + F ⁡ y → F ⁡ 0 ˙ - ˙ b - ˙ a ≤ F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a
98 82 86 87 97 syl21anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ 0 ˙ - ˙ b - ˙ a ≤ F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a
99 eqid ⊢ inv g ⁡ G = inv g ⁡ G
100 1 2 99 3 grpinvval2 ⊢ G ∈ Grp ∧ b - ˙ a ∈ X → inv g ⁡ G ⁡ b - ˙ a = 0 ˙ - ˙ b - ˙ a
101 4 86 100 syl2an2r ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → inv g ⁡ G ⁡ b - ˙ a = 0 ˙ - ˙ b - ˙ a
102 1 2 99 grpinvsub ⊢ G ∈ Grp ∧ b ∈ X ∧ a ∈ X → inv g ⁡ G ⁡ b - ˙ a = a - ˙ b
103 80 83 84 102 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → inv g ⁡ G ⁡ b - ˙ a = a - ˙ b
104 101 103 eqtr3d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → 0 ˙ - ˙ b - ˙ a = a - ˙ b
105 104 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ 0 ˙ - ˙ b - ˙ a = F ⁡ a - ˙ b
106 4 81 syl ⊢ φ → 0 ˙ ∈ X
107 pm5.501 ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙ ↔ F ⁡ x = 0
108 bicom ⊢ x = 0 ˙ ↔ F ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙
109 107 108 bitrdi ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙
110 89 eqeq1d ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ 0 ˙ = 0
111 109 110 bitr3d ⊢ x = 0 ˙ → F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙ ↔ F ⁡ 0 ˙ = 0
112 111 rspccva ⊢ ∀ x ∈ X F ⁡ x = 0 ↔ x = 0 ˙ ∧ 0 ˙ ∈ X → F ⁡ 0 ˙ = 0
113 20 106 112 syl2anc ⊢ φ → F ⁡ 0 ˙ = 0
114 113 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ 0 ˙ = 0
115 114 oveq1d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a = 0 + F ⁡ b - ˙ a
116 5 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F : X ⟶ ℝ
117 116 86 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ b - ˙ a ∈ ℝ
118 117 recnd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ b - ˙ a ∈ ℂ
119 118 addlidd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → 0 + F ⁡ b - ˙ a = F ⁡ b - ˙ a
120 115 119 eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ 0 ˙ + F ⁡ b - ˙ a = F ⁡ b - ˙ a
121 98 105 120 3brtr3d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → F ⁡ a - ˙ b ≤ F ⁡ b - ˙ a
122 79 121 chvarvv ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a
123 122 adantrlr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a
124 eleq1w ⊢ a = b → a ∈ X ↔ b ∈ X
125 124 anbi1d ⊢ a = b → a ∈ X ∧ c ∈ X ↔ b ∈ X ∧ c ∈ X
126 125 anbi2d ⊢ a = b → φ ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X ↔ φ ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X
127 fvoveq1 ⊢ a = b → F ⁡ a - ˙ c = F ⁡ b - ˙ c
128 oveq2 ⊢ a = b → c - ˙ a = c - ˙ b
129 128 fveq2d ⊢ a = b → F ⁡ c - ˙ a = F ⁡ c - ˙ b
130 127 129 breq12d ⊢ a = b → F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a ↔ F ⁡ b - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ b
131 126 130 imbi12d ⊢ a = b → φ ∧ a ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a ↔ φ ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ b - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ b
132 131 122 chvarvv ⊢ φ ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ b - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ b
133 132 adantrll ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ b - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ b
134 42 46 50 53 123 133 le2addd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ c + F ⁡ b - ˙ c ≤ F ⁡ c - ˙ a + F ⁡ c - ˙ b
135 36 47 54 71 134 letrd ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ⁡ a - ˙ b ≤ F ⁡ c - ˙ a + F ⁡ c - ˙ b
136 18 adantrr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a F ∘ - ˙ b = F ⁡ a - ˙ b
137 opelxpi ⊢ c ∈ X ∧ a ∈ X → c a ∈ X × X
138 39 38 137 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c a ∈ X × X
139 fvco3 ⊢ - ˙ : X × X ⟶ X ∧ c a ∈ X × X → F ∘ - ˙ ⁡ c a = F ⁡ - ˙ ⁡ c a
140 9 138 139 syl2an2r ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ∘ - ˙ ⁡ c a = F ⁡ - ˙ ⁡ c a
141 df-ov ⊢ c F ∘ - ˙ a = F ∘ - ˙ ⁡ c a
142 df-ov ⊢ c - ˙ a = - ˙ ⁡ c a
143 142 fveq2i ⊢ F ⁡ c - ˙ a = F ⁡ - ˙ ⁡ c a
144 140 141 143 3eqtr4g ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c F ∘ - ˙ a = F ⁡ c - ˙ a
145 opelxpi ⊢ c ∈ X ∧ b ∈ X → c b ∈ X × X
146 39 43 145 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c b ∈ X × X
147 fvco3 ⊢ - ˙ : X × X ⟶ X ∧ c b ∈ X × X → F ∘ - ˙ ⁡ c b = F ⁡ - ˙ ⁡ c b
148 9 146 147 syl2an2r ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → F ∘ - ˙ ⁡ c b = F ⁡ - ˙ ⁡ c b
149 df-ov ⊢ c F ∘ - ˙ b = F ∘ - ˙ ⁡ c b
150 df-ov ⊢ c - ˙ b = - ˙ ⁡ c b
151 150 fveq2i ⊢ F ⁡ c - ˙ b = F ⁡ - ˙ ⁡ c b
152 148 149 151 3eqtr4g ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c F ∘ - ˙ b = F ⁡ c - ˙ b
153 144 152 oveq12d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b = F ⁡ c - ˙ a + F ⁡ c - ˙ b
154 135 136 153 3brtr4d ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X ∧ c ∈ X → a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
155 154 expr ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → c ∈ X → a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
156 155 ralrimiv ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → ∀ c ∈ X a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
157 33 156 jca ⊢ φ ∧ a ∈ X ∧ b ∈ X → a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ a = b ∧ ∀ c ∈ X a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
158 157 ralrimivva ⊢ φ → ∀ a ∈ X ∀ b ∈ X a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ a = b ∧ ∀ c ∈ X a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
159 1 fvexi ⊢ X ∈ V
160 ismet ⊢ X ∈ V → F ∘ - ˙ ∈ Met ⁡ X ↔ F ∘ - ˙ : X × X ⟶ ℝ ∧ ∀ a ∈ X ∀ b ∈ X a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ a = b ∧ ∀ c ∈ X a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
161 159 160 ax-mp ⊢ F ∘ - ˙ ∈ Met ⁡ X ↔ F ∘ - ˙ : X × X ⟶ ℝ ∧ ∀ a ∈ X ∀ b ∈ X a F ∘ - ˙ b = 0 ↔ a = b ∧ ∀ c ∈ X a F ∘ - ˙ b ≤ c F ∘ - ˙ a + c F ∘ - ˙ b
162 11 158 161 sylanbrc ⊢ φ → F ∘ - ˙ ∈ Met ⁡ X