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Theorem prdstotbnd

Description: The product metric over finite index set is totally bounded if all the factors are totally bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 20-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
prdstotbnd.m ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ TotBnd ⁡ V
Assertion prdstotbnd ⊢ φ → D ∈ TotBnd ⁡ B

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 prdstotbnd.m ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ TotBnd ⁡ V
10 eqid ⊢ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
11 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
12 eqid ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
13 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ I → R ⁡ x ∈ V
14 totbndmet ⊢ E ∈ TotBnd ⁡ V → E ∈ Met ⁡ V
15 9 14 syl ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ Met ⁡ V
16 10 11 3 4 12 6 7 13 15 prdsmet ⊢ φ → dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x ∈ Met ⁡ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
17 dffn5 ⊢ R Fn I ↔ R = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
18 8 17 sylib ⊢ φ → R = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
19 18 oveq2d ⊢ φ → S ⨉ 𝑠 R = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
20 1 19 eqtrid ⊢ φ → Y = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
21 20 fveq2d ⊢ φ → dist ⁡ Y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
22 5 21 eqtrid ⊢ φ → D = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
23 20 fveq2d ⊢ φ → Base Y = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
24 2 23 eqtrid ⊢ φ → B = Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
25 24 fveq2d ⊢ φ → Met ⁡ B = Met ⁡ Base S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
26 16 22 25 3eltr4d ⊢ φ → D ∈ Met ⁡ B
27 7 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → I ∈ Fin
28 istotbnd3 ⊢ E ∈ TotBnd ⁡ V ↔ E ∈ Met ⁡ V ∧ ∀ r ∈ ℝ + ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
29 28 simprbi ⊢ E ∈ TotBnd ⁡ V → ∀ r ∈ ℝ + ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
30 9 29 syl ⊢ φ ∧ x ∈ I → ∀ r ∈ ℝ + ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
31 30 r19.21bi ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ r ∈ ℝ + → ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
32 df-rex ⊢ ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V ↔ ∃ w w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
33 rexv ⊢ ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V ↔ ∃ w w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
34 32 33 bitr4i ⊢ ∃ w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V ↔ ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
35 31 34 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ r ∈ ℝ + → ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
36 35 an32s ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
37 36 ralrimiva ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∀ x ∈ I ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V
38 eleq1 ⊢ w = f ⁡ x → w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ↔ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin
39 iuneq1 ⊢ w = f ⁡ x → ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r
40 39 eqeq1d ⊢ w = f ⁡ x → ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V ↔ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V
41 38 40 anbi12d ⊢ w = f ⁡ x → w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V ↔ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V
42 41 ac6sfi ⊢ I ∈ Fin ∧ ∀ x ∈ I ∃ w ∈ V w ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ w z ball ⁡ E r = V → ∃ f f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V
43 27 37 42 syl2anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ f f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V
44 elfpw ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ↔ f ⁡ x ⊆ V ∧ f ⁡ x ∈ Fin
45 44 simplbi ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin → f ⁡ x ⊆ V
46 45 adantr ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → f ⁡ x ⊆ V
47 46 ralimi ⊢ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I f ⁡ x ⊆ V
48 47 ad2antll ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I f ⁡ x ⊆ V
49 ss2ixp ⊢ ∀ x ∈ I f ⁡ x ⊆ V → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ ⨉ x ∈ I V
50 48 49 syl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ ⨉ x ∈ I V
51 fnfi ⊢ R Fn I ∧ I ∈ Fin → R ∈ Fin
52 8 7 51 syl2anc ⊢ φ → R ∈ Fin
53 8 fndmd ⊢ φ → dom ⁡ R = I
54 1 6 52 2 53 prdsbas ⊢ φ → B = ⨉ x ∈ I Base R ⁡ x
55 3 rgenw ⊢ ∀ x ∈ I V = Base R ⁡ x
56 ixpeq2 ⊢ ∀ x ∈ I V = Base R ⁡ x → ⨉ x ∈ I V = ⨉ x ∈ I Base R ⁡ x
57 55 56 ax-mp ⊢ ⨉ x ∈ I V = ⨉ x ∈ I Base R ⁡ x
58 54 57 eqtr4di ⊢ φ → B = ⨉ x ∈ I V
59 58 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → B = ⨉ x ∈ I V
60 50 59 sseqtrrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ B
61 27 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → I ∈ Fin
62 44 simprbi ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin → f ⁡ x ∈ Fin
63 62 adantr ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → f ⁡ x ∈ Fin
64 63 ralimi ⊢ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin
65 64 ad2antll ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin
66 ixpfi ⊢ I ∈ Fin ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin
67 61 65 66 syl2anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin
68 elfpw ⊢ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 B ∩ Fin ↔ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ B ∧ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ Fin
69 60 67 68 sylanbrc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 B ∩ Fin
70 metxmet ⊢ D ∈ Met ⁡ B → D ∈ ∞Met ⁡ B
71 26 70 syl ⊢ φ → D ∈ ∞Met ⁡ B
72 rpxr ⊢ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ *
73 blssm ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ * → y ball ⁡ D r ⊆ B
74 73 3expa ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ * → y ball ⁡ D r ⊆ B
75 74 an32s ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ B ∧ r ∈ ℝ * ∧ y ∈ B → y ball ⁡ D r ⊆ B
76 75 ralrimiva ⊢ D ∈ ∞Met ⁡ B ∧ r ∈ ℝ * → ∀ y ∈ B y ball ⁡ D r ⊆ B
77 71 72 76 syl2an ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∀ y ∈ B y ball ⁡ D r ⊆ B
78 77 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ y ∈ B y ball ⁡ D r ⊆ B
79 ssralv ⊢ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ B → ∀ y ∈ B y ball ⁡ D r ⊆ B → ∀ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ⊆ B
80 60 78 79 sylc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ⊆ B
81 iunss ⊢ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ⊆ B ↔ ∀ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ⊆ B
82 80 81 sylibr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ⊆ B
83 61 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → I ∈ Fin
84 59 eleq2d ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ∈ B ↔ g ∈ ⨉ x ∈ I V
85 vex ⊢ g ∈ V
86 85 elixp ⊢ g ∈ ⨉ x ∈ I V ↔ g Fn I ∧ ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ V
87 86 simprbi ⊢ g ∈ ⨉ x ∈ I V → ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ V
88 df-rex ⊢ ∃ z ∈ f ⁡ x g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r ↔ ∃ z z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
89 eliun ⊢ g ⁡ x ∈ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r ↔ ∃ z ∈ f ⁡ x g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
90 rexv ⊢ ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r ↔ ∃ z z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
91 88 89 90 3bitr4i ⊢ g ⁡ x ∈ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r ↔ ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
92 eleq2 ⊢ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ⁡ x ∈ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r ↔ g ⁡ x ∈ V
93 91 92 bitr3id ⊢ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r ↔ g ⁡ x ∈ V
94 93 biimprd ⊢ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ⁡ x ∈ V → ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
95 94 adantl ⊢ f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ⁡ x ∈ V → ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
96 95 ral2imi ⊢ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ V → ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
97 96 ad2antll ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ V → ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
98 87 97 syl5 ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ∈ ⨉ x ∈ I V → ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
99 84 98 sylbid ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ∈ B → ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
100 99 imp ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r
101 eleq1 ⊢ z = y ⁡ x → z ∈ f ⁡ x ↔ y ⁡ x ∈ f ⁡ x
102 oveq1 ⊢ z = y ⁡ x → z ball ⁡ E r = y ⁡ x ball ⁡ E r
103 102 eleq2d ⊢ z = y ⁡ x → g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r ↔ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
104 101 103 anbi12d ⊢ z = y ⁡ x → z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r ↔ y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
105 104 ac6sfi ⊢ I ∈ Fin ∧ ∀ x ∈ I ∃ z ∈ V z ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ z ball ⁡ E r → ∃ y y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
106 83 100 105 syl2anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → ∃ y y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
107 ffn ⊢ y : I ⟶ V → y Fn I
108 simpl ⊢ y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ⁡ x ∈ f ⁡ x
109 108 ralimi ⊢ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x
110 107 109 anim12i ⊢ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y Fn I ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x
111 vex ⊢ y ∈ V
112 111 elixp ⊢ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ↔ y Fn I ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x
113 110 112 sylibr ⊢ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x
114 113 adantl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x
115 84 biimpa ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → g ∈ ⨉ x ∈ I V
116 ixpfn ⊢ g ∈ ⨉ x ∈ I V → g Fn I
117 115 116 syl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → g Fn I
118 117 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → g Fn I
119 simpr ⊢ y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
120 119 ralimi ⊢ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
121 120 ad2antll ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
122 85 elixp ⊢ g ∈ ⨉ x ∈ I y ⁡ x ball ⁡ E r ↔ g Fn I ∧ ∀ x ∈ I g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r
123 118 121 122 sylanbrc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → g ∈ ⨉ x ∈ I y ⁡ x ball ⁡ E r
124 simp-4l ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → φ
125 50 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ⨉ x ∈ I f ⁡ x ⊆ ⨉ x ∈ I V
126 125 114 sseldd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ ⨉ x ∈ I V
127 124 58 syl ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → B = ⨉ x ∈ I V
128 126 127 eleqtrrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ B
129 simp-4r ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → r ∈ ℝ +
130 fveq2 ⊢ y = x → R ⁡ y = R ⁡ x
131 130 cbvmptv ⊢ y ∈ I ⟼ R ⁡ y = x ∈ I ⟼ R ⁡ x
132 131 oveq2i ⊢ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = S ⨉ 𝑠 x ∈ I ⟼ R ⁡ x
133 20 132 eqtr4di ⊢ φ → Y = S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
134 133 fveq2d ⊢ φ → dist ⁡ Y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
135 5 134 eqtrid ⊢ φ → D = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
136 135 fveq2d ⊢ φ → ball ⁡ D = ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
137 136 oveqdr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ball ⁡ D r = y ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y r
138 eqid ⊢ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
139 eqid ⊢ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y = dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
140 6 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → S ∈ W
141 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → I ∈ Fin
142 fvexd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → R ⁡ x ∈ V
143 metxmet ⊢ E ∈ Met ⁡ V → E ∈ ∞Met ⁡ V
144 15 143 syl ⊢ φ ∧ x ∈ I → E ∈ ∞Met ⁡ V
145 144 adantlr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + ∧ x ∈ I → E ∈ ∞Met ⁡ V
146 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ B
147 133 fveq2d ⊢ φ → Base Y = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
148 2 147 eqtrid ⊢ φ → B = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
149 148 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → B = Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
150 146 149 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ∈ Base S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y
151 72 ad2antll ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → r ∈ ℝ *
152 rpgt0 ⊢ r ∈ ℝ + → 0 < r
153 152 ad2antll ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → 0 < r
154 132 138 3 4 139 140 141 142 145 150 151 153 prdsbl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ball ⁡ dist ⁡ S ⨉ 𝑠 y ∈ I ⟼ R ⁡ y r = ⨉ x ∈ I y ⁡ x ball ⁡ E r
155 137 154 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ r ∈ ℝ + → y ball ⁡ D r = ⨉ x ∈ I y ⁡ x ball ⁡ E r
156 124 128 129 155 syl12anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ball ⁡ D r = ⨉ x ∈ I y ⁡ x ball ⁡ E r
157 123 156 eleqtrrd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → g ∈ y ball ⁡ D r
158 114 157 jca ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B ∧ y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∧ g ∈ y ball ⁡ D r
159 158 ex ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∧ g ∈ y ball ⁡ D r
160 159 eximdv ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → ∃ y y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ∃ y y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∧ g ∈ y ball ⁡ D r
161 df-rex ⊢ ∃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x g ∈ y ball ⁡ D r ↔ ∃ y y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∧ g ∈ y ball ⁡ D r
162 160 161 imbitrrdi ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → ∃ y y : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I y ⁡ x ∈ f ⁡ x ∧ g ⁡ x ∈ y ⁡ x ball ⁡ E r → ∃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x g ∈ y ball ⁡ D r
163 106 162 mpd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V ∧ g ∈ B → ∃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x g ∈ y ball ⁡ D r
164 163 ex ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ∈ B → ∃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x g ∈ y ball ⁡ D r
165 eliun ⊢ g ∈ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r ↔ ∃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x g ∈ y ball ⁡ D r
166 164 165 imbitrrdi ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → g ∈ B → g ∈ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r
167 166 ssrdv ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → B ⊆ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r
168 82 167 eqssd ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r = B
169 iuneq1 ⊢ v = ⨉ x ∈ I f ⁡ x → ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r
170 169 eqeq1d ⊢ v = ⨉ x ∈ I f ⁡ x → ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B ↔ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r = B
171 170 rspcev ⊢ ⨉ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 B ∩ Fin ∧ ⋃ y ∈ ⨉ x ∈ I f ⁡ x y ball ⁡ D r = B → ∃ v ∈ 𝒫 B ∩ Fin ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B
172 69 168 171 syl2anc ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + ∧ f : I ⟶ V ∧ ∀ x ∈ I f ⁡ x ∈ 𝒫 V ∩ Fin ∧ ⋃ z ∈ f ⁡ x z ball ⁡ E r = V → ∃ v ∈ 𝒫 B ∩ Fin ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B
173 43 172 exlimddv ⊢ φ ∧ r ∈ ℝ + → ∃ v ∈ 𝒫 B ∩ Fin ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B
174 173 ralrimiva ⊢ φ → ∀ r ∈ ℝ + ∃ v ∈ 𝒫 B ∩ Fin ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B
175 istotbnd3 ⊢ D ∈ TotBnd ⁡ B ↔ D ∈ Met ⁡ B ∧ ∀ r ∈ ℝ + ∃ v ∈ 𝒫 B ∩ Fin ⋃ y ∈ v y ball ⁡ D r = B
176 26 174 175 sylanbrc ⊢ φ → D ∈ TotBnd ⁡ B