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Theorem prdsdsf

Description: The product metric is a function into the nonnegative extended reals. In general this means that it is not a metric but rather an *extended* metric (even when all the factors are metrics), but it will be a metric when restricted to regions where it does not take infinite values. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses prdsdsf.y Y = S 𝑠 x I R
prdsdsf.b B = Base Y
prdsdsf.v V = Base R
prdsdsf.e E = dist R V × V
prdsdsf.d D = dist Y
prdsdsf.s φ S W
prdsdsf.i φ I X
prdsdsf.r φ x I R Z
prdsdsf.m φ x I E ∞Met V
Assertion prdsdsf φ D : B × B 0 +∞

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prdsdsf.y Y = S 𝑠 x I R
2 prdsdsf.b B = Base Y
3 prdsdsf.v V = Base R
4 prdsdsf.e E = dist R V × V
5 prdsdsf.d D = dist Y
6 prdsdsf.s φ S W
7 prdsdsf.i φ I X
8 prdsdsf.r φ x I R Z
9 prdsdsf.m φ x I E ∞Met V
10 simpr φ f B g B y I y I
11 8 elexd φ x I R V
12 11 ralrimiva φ x I R V
13 12 adantr φ f B g B x I R V
14 nfcsb1v _ x y / x R
15 14 nfel1 x y / x R V
16 csbeq1a x = y R = y / x R
17 16 eleq1d x = y R V y / x R V
18 15 17 rspc y I x I R V y / x R V
19 13 18 mpan9 φ f B g B y I y / x R V
20 eqid x I R = x I R
21 20 fvmpts y I y / x R V x I R y = y / x R
22 10 19 21 syl2anc φ f B g B y I x I R y = y / x R
23 22 fveq2d φ f B g B y I dist x I R y = dist y / x R
24 23 oveqd φ f B g B y I f y dist x I R y g y = f y dist y / x R g y
25 6 adantr φ f B g B S W
26 7 adantr φ f B g B I X
27 simprl φ f B g B f B
28 1 2 25 26 13 3 27 prdsbascl φ f B g B x I f x V
29 nfcsb1v _ x y / x V
30 29 nfel2 x f y y / x V
31 fveq2 x = y f x = f y
32 csbeq1a x = y V = y / x V
33 31 32 eleq12d x = y f x V f y y / x V
34 30 33 rspc y I x I f x V f y y / x V
35 28 34 mpan9 φ f B g B y I f y y / x V
36 simprr φ f B g B g B
37 1 2 25 26 13 3 36 prdsbascl φ f B g B x I g x V
38 29 nfel2 x g y y / x V
39 fveq2 x = y g x = g y
40 39 32 eleq12d x = y g x V g y y / x V
41 38 40 rspc y I x I g x V g y y / x V
42 37 41 mpan9 φ f B g B y I g y y / x V
43 35 42 ovresd φ f B g B y I f y dist y / x R y / x V × y / x V g y = f y dist y / x R g y
44 24 43 eqtr4d φ f B g B y I f y dist x I R y g y = f y dist y / x R y / x V × y / x V g y
45 9 ralrimiva φ x I E ∞Met V
46 45 adantr φ f B g B x I E ∞Met V
47 nfcv _ x dist
48 47 14 nffv _ x dist y / x R
49 29 29 nfxp _ x y / x V × y / x V
50 48 49 nfres _ x dist y / x R y / x V × y / x V
51 nfcv _ x ∞Met
52 51 29 nffv _ x ∞Met y / x V
53 50 52 nfel x dist y / x R y / x V × y / x V ∞Met y / x V
54 16 fveq2d x = y dist R = dist y / x R
55 32 sqxpeqd x = y V × V = y / x V × y / x V
56 54 55 reseq12d x = y dist R V × V = dist y / x R y / x V × y / x V
57 4 56 eqtrid x = y E = dist y / x R y / x V × y / x V
58 32 fveq2d x = y ∞Met V = ∞Met y / x V
59 57 58 eleq12d x = y E ∞Met V dist y / x R y / x V × y / x V ∞Met y / x V
60 53 59 rspc y I x I E ∞Met V dist y / x R y / x V × y / x V ∞Met y / x V
61 46 60 mpan9 φ f B g B y I dist y / x R y / x V × y / x V ∞Met y / x V
62 xmetcl dist y / x R y / x V × y / x V ∞Met y / x V f y y / x V g y y / x V f y dist y / x R y / x V × y / x V g y *
63 61 35 42 62 syl3anc φ f B g B y I f y dist y / x R y / x V × y / x V g y *
64 44 63 eqeltrd φ f B g B y I f y dist x I R y g y *
65 64 fmpttd φ f B g B y I f y dist x I R y g y : I *
66 65 frnd φ f B g B ran y I f y dist x I R y g y *
67 0xr 0 *
68 67 a1i φ f B g B 0 *
69 68 snssd φ f B g B 0 *
70 66 69 unssd φ f B g B ran y I f y dist x I R y g y 0 *
71 supxrcl ran y I f y dist x I R y g y 0 * sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < *
72 70 71 syl φ f B g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < *
73 ssun2 0 ran y I f y dist x I R y g y 0
74 c0ex 0 V
75 74 snss 0 ran y I f y dist x I R y g y 0 0 ran y I f y dist x I R y g y 0
76 73 75 mpbir 0 ran y I f y dist x I R y g y 0
77 supxrub ran y I f y dist x I R y g y 0 * 0 ran y I f y dist x I R y g y 0 0 sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * <
78 70 76 77 sylancl φ f B g B 0 sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * <
79 elxrge0 sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < 0 +∞ sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < * 0 sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * <
80 72 78 79 sylanbrc φ f B g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < 0 +∞
81 80 ralrimivva φ f B g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < 0 +∞
82 eqid f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < = f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * <
83 82 fmpo f B g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < 0 +∞ f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < : B × B 0 +∞
84 81 83 sylib φ f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < : B × B 0 +∞
85 7 mptexd φ x I R V
86 8 ralrimiva φ x I R Z
87 dmmptg x I R Z dom x I R = I
88 86 87 syl φ dom x I R = I
89 1 6 85 2 88 5 prdsds φ D = f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * <
90 89 feq1d φ D : B × B 0 +∞ f B , g B sup ran y I f y dist x I R y g y 0 * < : B × B 0 +∞
91 84 90 mpbird φ D : B × B 0 +∞