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Theorem ucnima

Description: An equivalent statement of the definition of uniformly continuous function. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Nov-2017)

Ref Expression
Hypotheses ucnprima.1 φ U UnifOn X
ucnprima.2 φ V UnifOn Y
ucnprima.3 φ F U uCn V
ucnprima.4 φ W V
ucnprima.5 G = x X , y X F x F y
Assertion ucnima φ r U G r W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ucnprima.1 φ U UnifOn X
2 ucnprima.2 φ V UnifOn Y
3 ucnprima.3 φ F U uCn V
4 ucnprima.4 φ W V
5 ucnprima.5 G = x X , y X F x F y
6 breq w = W F x w F y F x W F y
7 6 imbi2d w = W x r y F x w F y x r y F x W F y
8 7 ralbidv w = W y X x r y F x w F y y X x r y F x W F y
9 8 rexralbidv w = W r U x X y X x r y F x w F y r U x X y X x r y F x W F y
10 isucn U UnifOn X V UnifOn Y F U uCn V F : X Y w V r U x X y X x r y F x w F y
11 1 2 10 syl2anc φ F U uCn V F : X Y w V r U x X y X x r y F x w F y
12 3 11 mpbid φ F : X Y w V r U x X y X x r y F x w F y
13 12 simprd φ w V r U x X y X x r y F x w F y
14 9 13 4 rspcdva φ r U x X y X x r y F x W F y
15 simplll φ r U x X y X x r y F x W F y p r φ
16 simplr φ r U x X y X x r y F x W F y p r x X y X x r y F x W F y
17 ustssxp U UnifOn X r U r X × X
18 1 17 sylan φ r U r X × X
19 18 sselda φ r U p r p X × X
20 19 adantlr φ r U x X y X x r y F x W F y p r p X × X
21 simpr φ r U x X y X x r y F x W F y p r p r
22 simplr φ x X y X x r y F x W F y p X × X x X y X x r y F x W F y
23 elxp2 p X × X x X y X p = x y
24 23 bilani φ p X × X x X y X p = x y
25 simpr φ p = x y p = x y
26 25 eleq1d φ p = x y p r x y r
27 26 adantlr φ p X × X p = x y p r x y r
28 df-br x r y x y r
29 27 28 bitr4di φ p X × X p = x y p r x r y
30 simplr φ p X × X p = x y p X × X
31 opex F 1 st p F 2 nd p V
32 1 2 3 4 5 ucnimalem G = p X × X F 1 st p F 2 nd p
33 32 fvmpt2 p X × X F 1 st p F 2 nd p V G p = F 1 st p F 2 nd p
34 30 31 33 sylancl φ p X × X p = x y G p = F 1 st p F 2 nd p
35 simpr φ p X × X p = x y p = x y
36 1st2nd2 p X × X p = 1 st p 2 nd p
37 30 36 syl φ p X × X p = x y p = 1 st p 2 nd p
38 35 37 eqtr3d φ p X × X p = x y x y = 1 st p 2 nd p
39 vex x V
40 vex y V
41 39 40 opth x y = 1 st p 2 nd p x = 1 st p y = 2 nd p
42 38 41 sylib φ p X × X p = x y x = 1 st p y = 2 nd p
43 42 simpld φ p X × X p = x y x = 1 st p
44 43 fveq2d φ p X × X p = x y F x = F 1 st p
45 42 simprd φ p X × X p = x y y = 2 nd p
46 45 fveq2d φ p X × X p = x y F y = F 2 nd p
47 44 46 opeq12d φ p X × X p = x y F x F y = F 1 st p F 2 nd p
48 34 47 eqtr4d φ p X × X p = x y G p = F x F y
49 48 eleq1d φ p X × X p = x y G p W F x F y W
50 df-br F x W F y F x F y W
51 49 50 bitr4di φ p X × X p = x y G p W F x W F y
52 29 51 imbi12d φ p X × X p = x y p r G p W x r y F x W F y
53 52 exbiri φ p X × X p = x y x r y F x W F y p r G p W
54 53 reximdv φ p X × X y X p = x y y X x r y F x W F y p r G p W
55 54 reximdv φ p X × X x X y X p = x y x X y X x r y F x W F y p r G p W
56 24 55 mpd φ p X × X x X y X x r y F x W F y p r G p W
57 56 adantlr φ x X y X x r y F x W F y p X × X x X y X x r y F x W F y p r G p W
58 22 57 r19.29d2r φ x X y X x r y F x W F y p X × X x X y X x r y F x W F y x r y F x W F y p r G p W
59 pm3.35 x r y F x W F y x r y F x W F y p r G p W p r G p W
60 59 rexlimivw y X x r y F x W F y x r y F x W F y p r G p W p r G p W
61 60 rexlimivw x X y X x r y F x W F y x r y F x W F y p r G p W p r G p W
62 58 61 syl φ x X y X x r y F x W F y p X × X p r G p W
63 62 imp φ x X y X x r y F x W F y p X × X p r G p W
64 15 16 20 21 63 syl1111anc φ r U x X y X x r y F x W F y p r G p W
65 64 ralrimiva φ r U x X y X x r y F x W F y p r G p W
66 65 ex φ r U x X y X x r y F x W F y p r G p W
67 66 reximdva φ r U x X y X x r y F x W F y r U p r G p W
68 14 67 mpd φ r U p r G p W
69 5 mpofun Fun G
70 opex F x F y V
71 5 70 dmmpo dom G = X × X
72 18 71 sseqtrrdi φ r U r dom G
73 funimass4 Fun G r dom G G r W p r G p W
74 69 72 73 sylancr φ r U G r W p r G p W
75 74 biimprd φ r U p r G p W G r W
76 75 ralrimiva φ r U p r G p W G r W
77 r19.29r r U p r G p W r U p r G p W G r W r U p r G p W p r G p W G r W
78 68 76 77 syl2anc φ r U p r G p W p r G p W G r W
79 pm3.35 p r G p W p r G p W G r W G r W
80 79 reximi r U p r G p W p r G p W G r W r U G r W
81 78 80 syl φ r U G r W