Metamath Proof Explorer


Theorem pstmxmet

Description: The metric induced by a pseudometric is a full-fledged metric on the equivalence classes of the metric identification. (Contributed by Thierry Arnoux, 11-Feb-2018)

Ref Expression
Hypothesis pstmval.1 ˙ = ~ Met D
Assertion pstmxmet D PsMet X pstoMet D ∞Met X / ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pstmval.1 ˙ = ~ Met D
2 eqid x X / ˙ , y X / ˙ z | a x b y z = a D b = x X / ˙ , y X / ˙ z | a x b y z = a D b
3 vex x V
4 vex y V
5 3 4 ab2rexex z | a x b y z = a D b V
6 5 uniex z | a x b y z = a D b V
7 2 6 fnmpoi x X / ˙ , y X / ˙ z | a x b y z = a D b Fn X / ˙ × X / ˙
8 1 pstmval D PsMet X pstoMet D = x X / ˙ , y X / ˙ z | a x b y z = a D b
9 8 fneq1d D PsMet X pstoMet D Fn X / ˙ × X / ˙ x X / ˙ , y X / ˙ z | a x b y z = a D b Fn X / ˙ × X / ˙
10 7 9 mpbiri D PsMet X pstoMet D Fn X / ˙ × X / ˙
11 simpllr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x = a ˙
12 simpr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ y = b ˙
13 11 12 oveq12d D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y = a ˙ pstoMet D b ˙
14 simp-5l D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ D PsMet X
15 simp-4r D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ a X
16 simplr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ b X
17 1 pstmfval D PsMet X a X b X a ˙ pstoMet D b ˙ = a D b
18 14 15 16 17 syl3anc D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ a ˙ pstoMet D b ˙ = a D b
19 13 18 eqtrd D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y = a D b
20 psmetf D PsMet X D : X × X *
21 14 20 syl D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ D : X × X *
22 21 15 16 fovrnd D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ a D b *
23 19 22 eqeltrd D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y *
24 elqsi y X / ˙ b X y = b ˙
25 24 ad2antll D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ b X y = b ˙
26 25 ad2antrr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙
27 23 26 r19.29a D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ x pstoMet D y *
28 elqsi x X / ˙ a X x = a ˙
29 28 ad2antrl D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙
30 27 29 r19.29a D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y *
31 30 ralrimivva D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y *
32 ffnov pstoMet D : X / ˙ × X / ˙ * pstoMet D Fn X / ˙ × X / ˙ x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y *
33 10 31 32 sylanbrc D PsMet X pstoMet D : X / ˙ × X / ˙ *
34 17 3expa D PsMet X a X b X a ˙ pstoMet D b ˙ = a D b
35 34 eqeq1d D PsMet X a X b X a ˙ pstoMet D b ˙ = 0 a D b = 0
36 1 breqi a ˙ b a ~ Met D b
37 metidv D PsMet X a X b X a ~ Met D b a D b = 0
38 37 anassrs D PsMet X a X b X a ~ Met D b a D b = 0
39 36 38 syl5bb D PsMet X a X b X a ˙ b a D b = 0
40 metider D PsMet X ~ Met D Er X
41 40 ad2antrr D PsMet X a X b X ~ Met D Er X
42 ereq1 ˙ = ~ Met D ˙ Er X ~ Met D Er X
43 1 42 ax-mp ˙ Er X ~ Met D Er X
44 41 43 sylibr D PsMet X a X b X ˙ Er X
45 simplr D PsMet X a X b X a X
46 44 45 erth D PsMet X a X b X a ˙ b a ˙ = b ˙
47 35 39 46 3bitr2d D PsMet X a X b X a ˙ pstoMet D b ˙ = 0 a ˙ = b ˙
48 47 adantllr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X b X a ˙ pstoMet D b ˙ = 0 a ˙ = b ˙
49 48 adantlr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X a ˙ pstoMet D b ˙ = 0 a ˙ = b ˙
50 49 adantr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ a ˙ pstoMet D b ˙ = 0 a ˙ = b ˙
51 13 eqeq1d D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y = 0 a ˙ pstoMet D b ˙ = 0
52 11 12 eqeq12d D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x = y a ˙ = b ˙
53 50 51 52 3bitr4d D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y = 0 x = y
54 53 26 r19.29a D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ a X x = a ˙ x pstoMet D y = 0 x = y
55 54 29 r19.29a D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y = 0 x = y
56 simp-6l D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ D PsMet X
57 simplr D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ c X
58 simp-6r D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ a X
59 simp-4r D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ b X
60 psmettri2 D PsMet X c X a X b X a D b c D a + 𝑒 c D b
61 56 57 58 59 60 syl13anc D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ a D b c D a + 𝑒 c D b
62 simp-5r D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ x = a ˙
63 simpllr D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ y = b ˙
64 62 63 oveq12d D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ x pstoMet D y = a ˙ pstoMet D b ˙
65 56 58 59 17 syl3anc D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ a ˙ pstoMet D b ˙ = a D b
66 64 65 eqtrd D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ x pstoMet D y = a D b
67 simpr D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z = c ˙
68 67 62 oveq12d D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z pstoMet D x = c ˙ pstoMet D a ˙
69 1 pstmfval D PsMet X c X a X c ˙ pstoMet D a ˙ = c D a
70 56 57 58 69 syl3anc D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ c ˙ pstoMet D a ˙ = c D a
71 68 70 eqtrd D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z pstoMet D x = c D a
72 67 63 oveq12d D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z pstoMet D y = c ˙ pstoMet D b ˙
73 1 pstmfval D PsMet X c X b X c ˙ pstoMet D b ˙ = c D b
74 56 57 59 73 syl3anc D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ c ˙ pstoMet D b ˙ = c D b
75 72 74 eqtrd D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z pstoMet D y = c D b
76 71 75 oveq12d D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y = c D a + 𝑒 c D b
77 61 66 76 3brtr4d D PsMet X a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
78 77 adantl6r D PsMet X z X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
79 elqsi z X / ˙ c X z = c ˙
80 79 ad5antlr D PsMet X z X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ c X z = c ˙
81 78 80 r19.29a D PsMet X z X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
82 81 adantl5r D PsMet X y X / ˙ z X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
83 24 ad4antlr D PsMet X y X / ˙ z X / ˙ a X x = a ˙ b X y = b ˙
84 82 83 r19.29a D PsMet X y X / ˙ z X / ˙ a X x = a ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
85 84 adantl4r D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ z X / ˙ a X x = a ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
86 28 ad3antlr D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ z X / ˙ a X x = a ˙
87 85 86 r19.29a D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
88 87 ralrimiva D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
89 88 anasss D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
90 55 89 jca D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y = 0 x = y z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
91 90 ralrimivva D PsMet X x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y = 0 x = y z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
92 elfvex D PsMet X X V
93 qsexg X V X / ˙ V
94 isxmet X / ˙ V pstoMet D ∞Met X / ˙ pstoMet D : X / ˙ × X / ˙ * x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y = 0 x = y z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
95 92 93 94 3syl D PsMet X pstoMet D ∞Met X / ˙ pstoMet D : X / ˙ × X / ˙ * x X / ˙ y X / ˙ x pstoMet D y = 0 x = y z X / ˙ x pstoMet D y z pstoMet D x + 𝑒 z pstoMet D y
96 33 91 95 mpbir2and D PsMet X pstoMet D ∞Met X / ˙