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Theorem lmcau

Description: Every convergent sequence in a metric space is a Cauchy sequence. Theorem 1.4-5 of Kreyszig p. 28. (Contributed by NM, 29-Jan-2008) (Proof shortened by Mario Carneiro, 5-May-2014)

Ref Expression
Hypothesis lmcau.1 ⊒ 𝐽 = ( MetOpen β€˜ 𝐷 )
Assertion lmcau ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ dom ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) βŠ† ( Cau β€˜ 𝐷 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmcau.1 ⊒ 𝐽 = ( MetOpen β€˜ 𝐷 )
2 1 methaus ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ 𝐽 ∈ Haus )
3 lmfun ⊒ ( 𝐽 ∈ Haus β†’ Fun ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) )
4 funfvbrb ⊒ ( Fun ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β†’ ( 𝑓 ∈ dom ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ↔ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) )
5 2 3 4 3syl ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( 𝑓 ∈ dom ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ↔ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) )
6 id ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
7 1 6 lmmbr ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ↔ ( 𝑓 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ 𝑦 ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) ) ) )
8 7 biimpa ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ ( 𝑓 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ∈ 𝑋 ∧ βˆ€ 𝑦 ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) ) )
9 8 simp1d ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ 𝑓 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) )
10 simprr ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
11 simplll ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
12 8 simp2d ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ∈ 𝑋 )
13 12 ad2antrr ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ∈ 𝑋 )
14 rpre ⊒ ( π‘₯ ∈ ℝ+ β†’ π‘₯ ∈ ℝ )
15 14 ad2antlr ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ π‘₯ ∈ ℝ )
16 uzid ⊒ ( 𝑗 ∈ β„€ β†’ 𝑗 ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) )
17 16 ad2antrl ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ 𝑗 ∈ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) )
18 17 fvresd ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) β€˜ 𝑗 ) = ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) )
19 10 17 ffvelcdmd ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) β€˜ 𝑗 ) ∈ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
20 18 19 eqeltrrd ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ∈ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
21 blhalf ⊒ ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ∈ 𝑋 ) ∧ ( π‘₯ ∈ ℝ ∧ ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ∈ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) βŠ† ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) )
22 11 13 15 20 21 syl22anc ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) βŠ† ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) )
23 10 22 fssd ⊒ ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑗 ∈ β„€ ∧ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) ) β†’ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) )
24 rphalfcl ⊒ ( π‘₯ ∈ ℝ+ β†’ ( π‘₯ / 2 ) ∈ ℝ+ )
25 8 simp3d ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ βˆ€ 𝑦 ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) )
26 oveq2 ⊒ ( 𝑦 = ( π‘₯ / 2 ) β†’ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) = ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
27 26 feq3d ⊒ ( 𝑦 = ( π‘₯ / 2 ) β†’ ( ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) ↔ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
28 27 rexbidv ⊒ ( 𝑦 = ( π‘₯ / 2 ) β†’ ( βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) ↔ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
29 28 rspcv ⊒ ( ( π‘₯ / 2 ) ∈ ℝ+ β†’ ( βˆ€ 𝑦 ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) 𝑦 ) β†’ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
30 24 25 29 syl2im ⊒ ( π‘₯ ∈ ℝ+ β†’ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
31 30 impcom ⊒ ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) β†’ βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
32 uzf ⊒ β„€β‰₯ : β„€ ⟢ 𝒫 β„€
33 ffn ⊒ ( β„€β‰₯ : β„€ ⟢ 𝒫 β„€ β†’ β„€β‰₯ Fn β„€ )
34 reseq2 ⊒ ( 𝑒 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) β†’ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) = ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) )
35 id ⊒ ( 𝑒 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) β†’ 𝑒 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) )
36 34 35 feq12d ⊒ ( 𝑒 = ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) β†’ ( ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ↔ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
37 36 rexrn ⊒ ( β„€β‰₯ Fn β„€ β†’ ( βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ↔ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ) )
38 32 33 37 mp2b ⊒ ( βˆƒ 𝑒 ∈ ran β„€β‰₯ ( 𝑓 β†Ύ 𝑒 ) : 𝑒 ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) ↔ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
39 31 38 sylib ⊒ ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) β†’ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) ( π‘₯ / 2 ) ) )
40 23 39 reximddv ⊒ ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) ∧ π‘₯ ∈ ℝ+ ) β†’ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) )
41 40 ralrimiva ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) )
42 iscau ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( 𝑓 ∈ ( Cau β€˜ 𝐷 ) ↔ ( 𝑓 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) ) ) )
43 42 adantr ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ ( 𝑓 ∈ ( Cau β€˜ 𝐷 ) ↔ ( 𝑓 ∈ ( 𝑋 ↑pm β„‚ ) ∧ βˆ€ π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒ 𝑗 ∈ β„€ ( 𝑓 β†Ύ ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ) : ( β„€β‰₯ β€˜ 𝑗 ) ⟢ ( ( 𝑓 β€˜ 𝑗 ) ( ball β€˜ 𝐷 ) π‘₯ ) ) ) )
44 9 41 43 mpbir2and ⊒ ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) ) β†’ 𝑓 ∈ ( Cau β€˜ 𝐷 ) )
45 44 ex ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( 𝑓 ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) ( ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β€˜ 𝑓 ) β†’ 𝑓 ∈ ( Cau β€˜ 𝐷 ) ) )
46 5 45 sylbid ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( 𝑓 ∈ dom ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) β†’ 𝑓 ∈ ( Cau β€˜ 𝐷 ) ) )
47 46 ssrdv ⊒ ( 𝐷 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ dom ( ⇝𝑑 β€˜ 𝐽 ) βŠ† ( Cau β€˜ 𝐷 ) )