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Theorem iscmet3lem2

Description: Lemma for iscmet3 . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses iscmet3.1 Z = M
iscmet3.2 J = MetOpen D
iscmet3.3 φ M
iscmet3.4 φ D Met X
iscmet3.6 φ F : Z X
iscmet3.9 φ k u S k v S k u D v < 1 2 k
iscmet3.10 φ k Z n M k F k S n
iscmet3.7 φ G Fil X
iscmet3.8 φ S : G
iscmet3.5 φ F dom t J
Assertion iscmet3lem2 φ J fLim G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iscmet3.1 Z = M
2 iscmet3.2 J = MetOpen D
3 iscmet3.3 φ M
4 iscmet3.4 φ D Met X
5 iscmet3.6 φ F : Z X
6 iscmet3.9 φ k u S k v S k u D v < 1 2 k
7 iscmet3.10 φ k Z n M k F k S n
8 iscmet3.7 φ G Fil X
9 iscmet3.8 φ S : G
10 iscmet3.5 φ F dom t J
11 eldmg F dom t J F dom t J x F t J x
12 11 ibi F dom t J x F t J x
13 10 12 syl φ x F t J x
14 metxmet D Met X D ∞Met X
15 4 14 syl φ D ∞Met X
16 2 mopntopon D ∞Met X J TopOn X
17 15 16 syl φ J TopOn X
18 lmcl J TopOn X F t J x x X
19 17 18 sylan φ F t J x x X
20 15 adantr φ F t J x D ∞Met X
21 2 mopni2 D ∞Met X y J x y r + x ball D r y
22 21 3expia D ∞Met X y J x y r + x ball D r y
23 20 22 sylan φ F t J x y J x y r + x ball D r y
24 8 ad3antrrr φ F t J x y J r + x ball D r y G Fil X
25 3 ad2antrr φ F t J x r + M
26 rphalfcl r + r 2 +
27 26 adantl φ F t J x r + r 2 +
28 1 iscmet3lem3 M r 2 + j Z k j 1 2 k < r 2
29 25 27 28 syl2anc φ F t J x r + j Z k j 1 2 k < r 2
30 20 adantr φ F t J x r + D ∞Met X
31 19 adantr φ F t J x r + x X
32 blcntr D ∞Met X x X r 2 + x x ball D r 2
33 30 31 27 32 syl3anc φ F t J x r + x x ball D r 2
34 simplr φ F t J x r + F t J x
35 27 rpxrd φ F t J x r + r 2 *
36 2 blopn D ∞Met X x X r 2 * x ball D r 2 J
37 30 31 35 36 syl3anc φ F t J x r + x ball D r 2 J
38 1 33 25 34 37 lmcvg φ F t J x r + j Z k j F k x ball D r 2
39 1 rexanuz2 j Z k j 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 j Z k j 1 2 k < r 2 j Z k j F k x ball D r 2
40 1 r19.2uz j Z k j 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2
41 8 ad3antrrr φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 G Fil X
42 9 ad3antrrr φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 S : G
43 eluzelz k M k
44 43 1 eleq2s k Z k
45 44 ad2antrl φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 k
46 ffvelrn S : G k S k G
47 42 45 46 syl2anc φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 S k G
48 rpxr r + r *
49 48 adantl φ F t J x r + r *
50 blssm D ∞Met X x X r * x ball D r X
51 30 31 49 50 syl3anc φ F t J x r + x ball D r X
52 51 adantr φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 x ball D r X
53 44 adantl φ F t J x r + k Z k
54 1rp 1 +
55 rphalfcl 1 + 1 2 +
56 54 55 ax-mp 1 2 +
57 rpexpcl 1 2 + k 1 2 k +
58 56 57 mpan k 1 2 k +
59 53 58 syl φ F t J x r + k Z 1 2 k +
60 59 rpred φ F t J x r + k Z 1 2 k
61 27 adantr φ F t J x r + k Z r 2 +
62 61 rpred φ F t J x r + k Z r 2
63 ltle 1 2 k r 2 1 2 k < r 2 1 2 k r 2
64 60 62 63 syl2anc φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 1 2 k r 2
65 fveq2 n = k S n = S k
66 65 eleq2d n = k F k S n F k S k
67 7 r19.21bi φ k Z n M k F k S n
68 eluzfz2 k M k M k
69 68 1 eleq2s k Z k M k
70 69 adantl φ k Z k M k
71 66 67 70 rspcdva φ k Z F k S k
72 71 adantr φ k Z y S k F k S k
73 simpr φ k Z y S k y S k
74 6 ad2antrr φ k Z y S k k u S k v S k u D v < 1 2 k
75 44 ad2antlr φ k Z y S k k
76 rsp k u S k v S k u D v < 1 2 k k u S k v S k u D v < 1 2 k
77 74 75 76 sylc φ k Z y S k u S k v S k u D v < 1 2 k
78 oveq1 u = F k u D v = F k D v
79 78 breq1d u = F k u D v < 1 2 k F k D v < 1 2 k
80 oveq2 v = y F k D v = F k D y
81 80 breq1d v = y F k D v < 1 2 k F k D y < 1 2 k
82 79 81 rspc2va F k S k y S k u S k v S k u D v < 1 2 k F k D y < 1 2 k
83 72 73 77 82 syl21anc φ k Z y S k F k D y < 1 2 k
84 15 ad2antrr φ k Z y S k D ∞Met X
85 44 58 syl k Z 1 2 k +
86 85 rpxrd k Z 1 2 k *
87 86 ad2antlr φ k Z y S k 1 2 k *
88 5 ffvelrnda φ k Z F k X
89 88 adantr φ k Z y S k F k X
90 8 adantr φ k Z G Fil X
91 9 44 46 syl2an φ k Z S k G
92 filelss G Fil X S k G S k X
93 90 91 92 syl2anc φ k Z S k X
94 93 sselda φ k Z y S k y X
95 elbl2 D ∞Met X 1 2 k * F k X y X y F k ball D 1 2 k F k D y < 1 2 k
96 84 87 89 94 95 syl22anc φ k Z y S k y F k ball D 1 2 k F k D y < 1 2 k
97 83 96 mpbird φ k Z y S k y F k ball D 1 2 k
98 97 ex φ k Z y S k y F k ball D 1 2 k
99 98 ssrdv φ k Z S k F k ball D 1 2 k
100 99 ad4ant14 φ F t J x r + k Z S k F k ball D 1 2 k
101 30 adantr φ F t J x r + k Z D ∞Met X
102 5 ad2antrr φ F t J x r + F : Z X
103 102 ffvelrnda φ F t J x r + k Z F k X
104 59 rpxrd φ F t J x r + k Z 1 2 k *
105 35 adantr φ F t J x r + k Z r 2 *
106 ssbl D ∞Met X F k X 1 2 k * r 2 * 1 2 k r 2 F k ball D 1 2 k F k ball D r 2
107 106 3expia D ∞Met X F k X 1 2 k * r 2 * 1 2 k r 2 F k ball D 1 2 k F k ball D r 2
108 101 103 104 105 107 syl22anc φ F t J x r + k Z 1 2 k r 2 F k ball D 1 2 k F k ball D r 2
109 sstr S k F k ball D 1 2 k F k ball D 1 2 k F k ball D r 2 S k F k ball D r 2
110 100 108 109 syl6an φ F t J x r + k Z 1 2 k r 2 S k F k ball D r 2
111 64 110 syld φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 S k F k ball D r 2
112 111 adantrd φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 S k F k ball D r 2
113 112 impr φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 S k F k ball D r 2
114 31 adantr φ F t J x r + k Z x X
115 blcom D ∞Met X r 2 * x X F k X F k x ball D r 2 x F k ball D r 2
116 101 105 114 103 115 syl22anc φ F t J x r + k Z F k x ball D r 2 x F k ball D r 2
117 rpre r + r
118 117 ad2antlr φ F t J x r + k Z r
119 blhalf D ∞Met X F k X r x F k ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
120 119 expr D ∞Met X F k X r x F k ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
121 101 103 118 120 syl21anc φ F t J x r + k Z x F k ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
122 116 121 sylbid φ F t J x r + k Z F k x ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
123 122 adantld φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
124 123 impr φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 F k ball D r 2 x ball D r
125 113 124 sstrd φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 S k x ball D r
126 filss G Fil X S k G x ball D r X S k x ball D r x ball D r G
127 41 47 52 125 126 syl13anc φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 x ball D r G
128 127 rexlimdvaa φ F t J x r + k Z 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 x ball D r G
129 40 128 syl5 φ F t J x r + j Z k j 1 2 k < r 2 F k x ball D r 2 x ball D r G
130 39 129 syl5bir φ F t J x r + j Z k j 1 2 k < r 2 j Z k j F k x ball D r 2 x ball D r G
131 29 38 130 mp2and φ F t J x r + x ball D r G
132 131 ad2ant2r φ F t J x y J r + x ball D r y x ball D r G
133 17 adantr φ F t J x J TopOn X
134 toponss J TopOn X y J y X
135 133 134 sylan φ F t J x y J y X
136 135 adantr φ F t J x y J r + x ball D r y y X
137 simprr φ F t J x y J r + x ball D r y x ball D r y
138 filss G Fil X x ball D r G y X x ball D r y y G
139 24 132 136 137 138 syl13anc φ F t J x y J r + x ball D r y y G
140 139 rexlimdvaa φ F t J x y J r + x ball D r y y G
141 23 140 syld φ F t J x y J x y y G
142 141 ralrimiva φ F t J x y J x y y G
143 flimopn J TopOn X G Fil X x J fLim G x X y J x y y G
144 17 8 143 syl2anc φ x J fLim G x X y J x y y G
145 144 adantr φ F t J x x J fLim G x X y J x y y G
146 19 142 145 mpbir2and φ F t J x x J fLim G
147 146 ne0d φ F t J x J fLim G
148 13 147 exlimddv φ J fLim G