Metamath Proof Explorer


Theorem comet

Description: The composition of an extended metric with a monotonic subadditive function is an extended metric. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses comet.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
comet.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 : ( 0 [,] +∞ ) ⟢ ℝ* )
comet.3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ π‘₯ = 0 ) )
comet.4 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ) β†’ ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
comet.5 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
Assertion comet ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 comet.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
2 comet.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐹 : ( 0 [,] +∞ ) ⟢ ℝ* )
3 comet.3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ π‘₯ = 0 ) )
4 comet.4 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ) β†’ ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
5 comet.5 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
6 1 elfvexd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ V )
7 xmetf ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ℝ* )
8 1 7 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ℝ* )
9 8 ffnd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 Fn ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) )
10 xmetcl ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ℝ* )
11 xmetge0 ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) β†’ 0 ≀ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) )
12 elxrge0 ⊒ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ↔ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ℝ* ∧ 0 ≀ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) )
13 10 11 12 sylanbrc ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
14 13 3expb ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
15 1 14 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
16 15 ralrimivva ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ π‘Ž ∈ 𝑋 βˆ€ 𝑏 ∈ 𝑋 ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
17 ffnov ⊒ ( 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ( 0 [,] +∞ ) ↔ ( 𝐷 Fn ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ∧ βˆ€ π‘Ž ∈ 𝑋 βˆ€ 𝑏 ∈ 𝑋 ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) )
18 9 16 17 sylanbrc ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ( 0 [,] +∞ ) )
19 2 18 fcod ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ℝ* )
20 opelxpi ⊒ ( ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) β†’ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ∈ ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) )
21 fvco3 ⊒ ( ( 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ℝ* ∧ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ∈ ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ) ) )
22 8 20 21 syl2an ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ) ) )
23 df-ov ⊒ ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ )
24 df-ov ⊒ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = ( 𝐷 β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ )
25 24 fveq2i ⊒ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ π‘Ž , 𝑏 ⟩ ) )
26 22 23 25 3eqtr4g ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) )
27 26 eqeq1d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = 0 ↔ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) = 0 ) )
28 fveq2 ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) )
29 28 eqeq1d ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) = 0 ) )
30 eqeq1 ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( π‘₯ = 0 ↔ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ) )
31 29 30 bibi12d ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ π‘₯ = 0 ) ↔ ( ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) = 0 ↔ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ) ) )
32 3 ralrimiva ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ π‘₯ = 0 ) )
33 32 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = 0 ↔ π‘₯ = 0 ) )
34 31 33 15 rspcdva ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) = 0 ↔ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ) )
35 xmeteq0 ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ↔ π‘Ž = 𝑏 ) )
36 35 3expb ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ↔ π‘Ž = 𝑏 ) )
37 1 36 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) = 0 ↔ π‘Ž = 𝑏 ) )
38 27 34 37 3bitrd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = 0 ↔ π‘Ž = 𝑏 ) )
39 2 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ 𝐹 : ( 0 [,] +∞ ) ⟢ ℝ* )
40 15 3adantr3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
41 39 40 ffvelcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ∈ ℝ* )
42 18 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ( 0 [,] +∞ ) )
43 simpr3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ 𝑐 ∈ 𝑋 )
44 simpr1 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ π‘Ž ∈ 𝑋 )
45 42 43 44 fovcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
46 simpr2 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ 𝑏 ∈ 𝑋 )
47 42 43 46 fovcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
48 ge0xaddcl ⊒ ( ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) β†’ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
49 45 47 48 syl2anc ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
50 39 49 ffvelcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ∈ ℝ* )
51 39 45 ffvelcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) ∈ ℝ* )
52 39 47 ffvelcdmd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ∈ ℝ* )
53 51 52 xaddcld ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ∈ ℝ* )
54 3anrot ⊒ ( ( 𝑐 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ↔ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) )
55 xmettri2 ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ ( 𝑐 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
56 54 55 sylan2br ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
57 1 56 sylan ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
58 4 ralrimivva ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
59 58 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
60 breq1 ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( π‘₯ ≀ 𝑦 ↔ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ 𝑦 ) )
61 28 breq1d ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ↔ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
62 60 61 imbi12d ⊒ ( π‘₯ = ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ↔ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ) )
63 breq2 ⊒ ( 𝑦 = ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ 𝑦 ↔ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
64 fveq2 ⊒ ( 𝑦 = ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) = ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
65 64 breq2d ⊒ ( 𝑦 = ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ↔ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ) )
66 63 65 imbi12d ⊒ ( 𝑦 = ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ↔ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ) ) )
67 62 66 rspc2va ⊒ ( ( ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) ≀ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ) )
68 40 49 59 67 syl21anc ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ) )
69 57 68 mpd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
70 5 ralrimivva ⊒ ( πœ‘ β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
71 70 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
72 fvoveq1 ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) = ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 𝑦 ) ) )
73 fveq2 ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) β†’ ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) )
74 73 oveq1d ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) = ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) )
75 72 74 breq12d ⊒ ( π‘₯ = ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ↔ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ) )
76 oveq2 ⊒ ( 𝑦 = ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 𝑦 ) = ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
77 76 fveq2d ⊒ ( 𝑦 = ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 𝑦 ) ) = ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
78 fveq2 ⊒ ( 𝑦 = ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) β†’ ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
79 78 oveq2d ⊒ ( 𝑦 = ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) = ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
80 77 79 breq12d ⊒ ( 𝑦 = ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) β†’ ( ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ↔ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ) )
81 75 80 rspc2va ⊒ ( ( ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ( 0 [,] +∞ ) βˆ€ 𝑦 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ( 𝐹 β€˜ ( π‘₯ +𝑒 𝑦 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ π‘₯ ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ 𝑦 ) ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
82 45 47 71 81 syl21anc ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
83 41 50 53 69 82 xrletrd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) ≀ ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
84 26 3adantr3 ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = ( 𝐹 β€˜ ( π‘Ž 𝐷 𝑏 ) ) )
85 8 adantr ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ 𝐷 : ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) ⟢ ℝ* )
86 43 44 opelxpd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ ∈ ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) )
87 85 86 fvco3d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ ) ) )
88 df-ov ⊒ ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) π‘Ž ) = ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ )
89 df-ov ⊒ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) = ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ )
90 89 fveq2i ⊒ ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , π‘Ž ⟩ ) )
91 87 88 90 3eqtr4g ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) π‘Ž ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) )
92 43 46 opelxpd ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ ∈ ( 𝑋 Γ— 𝑋 ) )
93 85 92 fvco3d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ ) ) )
94 df-ov ⊒ ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = ( ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) β€˜ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ )
95 df-ov ⊒ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) = ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ )
96 95 fveq2i ⊒ ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝐷 β€˜ ⟨ 𝑐 , 𝑏 ⟩ ) )
97 93 94 96 3eqtr4g ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) = ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) )
98 91 97 oveq12d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) ) = ( ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 π‘Ž ) ) +𝑒 ( 𝐹 β€˜ ( 𝑐 𝐷 𝑏 ) ) ) )
99 83 84 98 3brtr4d ⊒ ( ( πœ‘ ∧ ( π‘Ž ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋 ) ) β†’ ( π‘Ž ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) ≀ ( ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) π‘Ž ) +𝑒 ( 𝑐 ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) 𝑏 ) ) )
100 6 19 38 99 isxmetd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐹 ∘ 𝐷 ) ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )