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Theorem prdsbnd2

Description: If balls are totally bounded in each factor, then balls are bounded in a metric product. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses prdsbnd.y ⊢ Y = S ⨉ 𝑠 R
prdsbnd.b ⊢ B = Base Y
prdsbnd.v ⊢ V = Base R ⁡ x
prdsbnd.e ⊢ E = dist ⁡ R ⁡ x ↾ V × V
prdsbnd.d ⊢ D = dist ⁡ Y
prdsbnd.s ⊢ φ → S ∈ W
prdsbnd.i ⊢ φ → I ∈ Fin
prdsbnd.r ⊢ φ → R Fn I
prdsbnd2.c ⊢ C = D ↾ A × A
prdsbnd2.e ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ Met ⁡ V
prdsbnd2.m ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ↾ y × y ∈ TotBnd ⁡ y ↔ E ↾ y × y ∈ Bnd ⁡ y
Assertion prdsbnd2 ⊢ φ → C ∈ TotBnd ⁡ A ↔ C ∈ Bnd ⁡ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prdsbnd.y ⊢ Y = S ⨉ 𝑠 R
2 prdsbnd.b ⊢ B = Base Y
3 prdsbnd.v ⊢ V = Base R ⁡ x
4 prdsbnd.e ⊢ E = dist ⁡ R ⁡ x ↾ V × V
5 prdsbnd.d ⊢ D = dist ⁡ Y
6 prdsbnd.s ⊢ φ → S ∈ W
7 prdsbnd.i ⊢ φ → I ∈ Fin
8 prdsbnd.r ⊢ φ → R Fn I
9 prdsbnd2.c ⊢ C = D ↾ A × A
10 prdsbnd2.e ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ Met ⁡ V
11 prdsbnd2.m ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ↾ y × y ∈ TotBnd ⁡ y ↔ E ↾ y × y ∈ Bnd ⁡ y
12 totbndbnd ⊢ C ∈ TotBnd ⁡ A → C ∈ Bnd ⁡ A
13 bndmet ⊢ C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ Met ⁡ A
14 0totbnd ⊢ A = ∅ → C ∈ TotBnd ⁡ A ↔ C ∈ Met ⁡ A
15 13 14 imbitrrid ⊢ A = ∅ → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
16 15 a1i ⊢ φ → A = ∅ → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
17 n0 ⊢ A ≠ ∅ ↔ ∃ a a ∈ A
18 simprr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ Bnd ⁡ A
19 eqid ⊢ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
20 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
21 eqid ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
22 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ I → R ⁡ x ∈ V
23 19 20 3 4 21 6 7 22 10 prdsmet ⊢ φ → dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ∈ Met ⁡ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
24 dffn5 ⊢ R Fn I ↔ R = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
25 8 24 sylib ⊢ φ → R = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
26 25 oveq2d ⊢ φ → S ⨉ 𝑠 R = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
27 1 26 eqtrid ⊢ φ → Y = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
28 27 fveq2d ⊢ φ → dist ⁡ Y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
29 5 28 eqtrid ⊢ φ → D = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
30 27 fveq2d ⊢ φ → Base Y = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
31 2 30 eqtrid ⊢ φ → B = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
32 31 fveq2d ⊢ φ → Met ⁡ B = Met ⁡ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
33 23 29 32 3eltr4d ⊢ φ → D ∈ Met ⁡ B
34 33 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → D ∈ Met ⁡ B
35 simpr ⊢ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ Bnd ⁡ A
36 9 bnd2lem ⊢ D ∈ Met ⁡ B ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → A ⊆ B
37 33 35 36 syl2an ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → A ⊆ B
38 simprl ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → a ∈ A
39 37 38 sseldd ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → a ∈ B
40 9 ssbnd ⊢ D ∈ Met ⁡ B ∧ a ∈ B → C ∈ Bnd ⁡ A ↔ ∃ r ∈ ℝ A ⊆ a ball ⁡ D r
41 34 39 40 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ Bnd ⁡ A ↔ ∃ r ∈ ℝ A ⊆ a ball ⁡ D r
42 18 41 mpbid ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → ∃ r ∈ ℝ A ⊆ a ball ⁡ D r
43 simprr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → A ⊆ a ball ⁡ D r
44 xpss12 ⊢ A ⊆ a ball ⁡ D r ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → A × A ⊆ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r
45 43 43 44 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → A × A ⊆ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r
46 45 resabs1d ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ↾ A × A = D ↾ A × A
47 46 9 eqtr4di ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ↾ A × A = C
48 simpll ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → φ
49 39 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → a ∈ B
50 simprl ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → r ∈ ℝ
51 38 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → a ∈ A
52 43 51 sseldd ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → a ∈ a ball ⁡ D r
53 52 ne0d ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → a ball ⁡ D r ≠ ∅
54 33 ad2antrr ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ∈ Met ⁡ B
55 metxmet ⊢ D ∈ Met ⁡ B → D ∈ ∞Met ⁡ B
56 54 55 syl ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ∈ ∞Met ⁡ B
57 50 rexrd ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → r ∈ ℝ *
58 xbln0 ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ B ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ * → a ball ⁡ D r ≠ ∅ ↔ 0 < r
59 56 49 57 58 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → a ball ⁡ D r ≠ ∅ ↔ 0 < r
60 53 59 mpbid ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → 0 < r
61 50 60 elrpd ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → r ∈ ℝ +
62 eqid ⊢ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r
63 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r
64 eqid ⊢ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x
65 eqid ⊢ dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ↾ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ↾ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x
66 eqid ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r
67 6 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → S ∈ W
68 7 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → I ∈ Fin
69 ovex ⊢ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V
70 fveq2 ⊢ y = x → R ⁡ y = R ⁡ x
71 2fveq3 ⊢ y = x → dist ⁡ R ⁡ y = dist ⁡ R ⁡ x
72 2fveq3 ⊢ y = x → Base R ⁡ y = Base R ⁡ x
73 72 3 eqtr4di ⊢ y = x → Base R ⁡ y = V
74 73 sqxpeqd ⊢ y = x → Base R ⁡ y × Base R ⁡ y = V × V
75 71 74 reseq12d ⊢ y = x → dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y = dist ⁡ R ⁡ x ↾ V × V
76 75 4 eqtr4di ⊢ y = x → dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y = E
77 76 fveq2d ⊢ y = x → ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y = ball ⁡ E
78 fveq2 ⊢ y = x → a ⁡ y = a ⁡ x
79 eqidd ⊢ y = x → r = r
80 77 78 79 oveq123d ⊢ y = x → a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = a ⁡ x ball ⁡ E r
81 70 80 oveq12d ⊢ y = x → R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
82 81 cbvmptv ⊢ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
83 69 82 fnmpti ⊢ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r Fn I
84 83 a1i ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r Fn I
85 10 adantlr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ∈ Met ⁡ V
86 metxmet ⊢ E ∈ Met ⁡ V → E ∈ ∞Met ⁡ V
87 85 86 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ∈ ∞Met ⁡ V
88 22 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ I R ⁡ x ∈ V
89 88 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → ∀ x ∈ I R ⁡ x ∈ V
90 simprl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ∈ B
91 31 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → B = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
92 90 91 eleqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ∈ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
93 19 20 67 68 89 3 92 prdsbascl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → ∀ x ∈ I a ⁡ x ∈ V
94 93 r19.21bi ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → a ⁡ x ∈ V
95 simplrr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → r ∈ ℝ +
96 95 rpred ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → r ∈ ℝ
97 blbnd ⊢ E ∈ ∞Met ⁡ V ∧ a ⁡ x ∈ V ∧ r ∈ ℝ → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
98 87 94 96 97 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
99 ovex ⊢ a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V
100 xpeq12 ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r ∧ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → y × y = a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
101 100 anidms ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → y × y = a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
102 101 reseq2d ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → E ↾ y × y = E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
103 fveq2 ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → TotBnd ⁡ y = TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
104 102 103 eleq12d ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → E ↾ y × y ∈ TotBnd ⁡ y ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
105 fveq2 ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → Bnd ⁡ y = Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
106 102 105 eleq12d ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → E ↾ y × y ∈ Bnd ⁡ y ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
107 104 106 bibi12d ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → E ↾ y × y ∈ TotBnd ⁡ y ↔ E ↾ y × y ∈ Bnd ⁡ y ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
108 107 imbi2d ⊢ y = a ⁡ x ball ⁡ E r → φ ∧ x ∈ I → E ↾ y × y ∈ TotBnd ⁡ y ↔ E ↾ y × y ∈ Bnd ⁡ y ↔ φ ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
109 99 108 11 vtocl ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
110 109 adantlr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r ↔ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ Bnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
111 98 110 mpbird ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
112 eqid ⊢ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r
113 81 112 69 fvmpt ⊢ x ∈ I → y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
114 113 adantl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
115 114 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
116 eqid ⊢ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
117 eqid ⊢ dist ⁡ R ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x
118 116 117 ressds ⊢ a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V → dist ⁡ R ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
119 99 118 ax-mp ⊢ dist ⁡ R ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
120 115 119 eqtr4di ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x
121 114 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
122 rpxr ⊢ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ *
123 122 ad2antll ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ *
124 123 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → r ∈ ℝ *
125 blssm ⊢ E ∈ ∞Met ⁡ V ∧ a ⁡ x ∈ V ∧ r ∈ ℝ * → a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V
126 87 94 124 125 syl3anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V
127 116 3 ressbas2 ⊢ a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V → a ⁡ x ball ⁡ E r = Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
128 126 127 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → a ⁡ x ball ⁡ E r = Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
129 121 128 eqtr4d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = a ⁡ x ball ⁡ E r
130 129 sqxpeqd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
131 120 130 reseq12d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ↾ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = dist ⁡ R ⁡ x ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
132 4 reseq1i ⊢ E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r = dist ⁡ R ⁡ x ↾ V × V ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
133 xpss12 ⊢ a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V ∧ a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V → a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V × V
134 126 126 133 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r ⊆ V × V
135 134 resabs1d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ R ⁡ x ↾ V × V ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r = dist ⁡ R ⁡ x ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
136 132 135 eqtrid ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r = dist ⁡ R ⁡ x ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
137 131 136 eqtr4d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ↾ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = E ↾ a ⁡ x ball ⁡ E r × a ⁡ x ball ⁡ E r
138 129 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → TotBnd ⁡ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x = TotBnd ⁡ a ⁡ x ball ⁡ E r
139 111 137 138 3eltr4d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → dist ⁡ y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ↾ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x × Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x ∈ TotBnd ⁡ Base y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ⁡ x
140 62 63 64 65 66 67 68 84 139 prdstotbnd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r ∈ TotBnd ⁡ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r
141 27 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → Y = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
142 eqidd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
143 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
144 82 oveq2i ⊢ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
145 144 fveq2i ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
146 fvexd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → R ⁡ x ∈ V
147 99 a1i ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V
148 141 142 143 5 145 67 67 68 146 147 ressprdsds ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = D ↾ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r × Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
149 128 ixpeq2dva ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → ⨉ x ∈ I a ⁡ x ball ⁡ E r = ⨉ x ∈ I Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
150 70 cbvmptv ⊢ y ∈ I ⟼ R ⁡ y = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
151 150 oveq2i ⊢ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
152 27 151 eqtr4di ⊢ φ → Y = S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
153 152 fveq2d ⊢ φ → dist ⁡ Y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
154 5 153 eqtrid ⊢ φ → D = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
155 154 fveq2d ⊢ φ → ball ⁡ D = ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
156 155 oveqdr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ball ⁡ D r = a ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y r
157 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
158 eqid ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
159 152 fveq2d ⊢ φ → Base Y = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
160 2 159 eqtrid ⊢ φ → B = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
161 160 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → B = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
162 90 161 eleqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ∈ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
163 rpgt0 ⊢ r ∈ ℝ + → 0 < r
164 163 ad2antll ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → 0 < r
165 151 157 3 4 158 67 68 146 87 162 123 164 prdsbl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y r = ⨉ x ∈ I a ⁡ x ball ⁡ E r
166 156 165 eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → a ball ⁡ D r = ⨉ x ∈ I a ⁡ x ball ⁡ E r
167 eqid ⊢ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
168 69 a1i ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V
169 168 ralrimiva ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → ∀ x ∈ I R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r ∈ V
170 eqid ⊢ Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
171 167 143 67 68 169 170 prdsbas3 ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = ⨉ x ∈ I Base R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
172 149 166 171 3eqtr4rd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = a ball ⁡ D r
173 172 sqxpeqd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r × Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r
174 173 reseq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → D ↾ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r × Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r = D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r
175 148 174 eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r
176 144 fveq2i ⊢ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ↾ 𝑠 a ⁡ x ball ⁡ E r
177 176 172 eqtrid ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = a ball ⁡ D r
178 177 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → TotBnd ⁡ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y ↾ 𝑠 a ⁡ y ball ⁡ dist ⁡ R ⁡ y ↾ Base R ⁡ y × Base R ⁡ y r = TotBnd ⁡ a ball ⁡ D r
179 140 175 178 3eltr3d ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ∈ TotBnd ⁡ a ball ⁡ D r
180 48 49 61 179 syl12anc ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ∈ TotBnd ⁡ a ball ⁡ D r
181 totbndss ⊢ D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ∈ TotBnd ⁡ a ball ⁡ D r ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ↾ A × A ∈ TotBnd ⁡ A
182 180 43 181 syl2anc ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → D ↾ a ball ⁡ D r × a ball ⁡ D r ↾ A × A ∈ TotBnd ⁡ A
183 47 182 eqeltrrd ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A ∧ r ∈ ℝ ∧ A ⊆ a ball ⁡ D r → C ∈ TotBnd ⁡ A
184 42 183 rexlimddv ⊢ φ ∧ a ∈ A ∧ C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
185 184 exp32 ⊢ φ → a ∈ A → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
186 185 exlimdv ⊢ φ → ∃ a a ∈ A → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
187 17 186 biimtrid ⊢ φ → A ≠ ∅ → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
188 16 187 pm2.61dne ⊢ φ → C ∈ Bnd ⁡ A → C ∈ TotBnd ⁡ A
189 12 188 impbid2 ⊢ φ → C ∈ TotBnd ⁡ A ↔ C ∈ Bnd ⁡ A