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Theorem iscfil3

Description: A filter is Cauchy iff it contains a ball of any chosen size. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015)

Ref Expression
Assertion iscfil3 ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ↔ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cfilfil ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ) → 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
2 cfil3i ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 )
3 2 3expa ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℝ+ ) → ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 )
4 3 ralrimiva ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ) → ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 )
5 1 4 jca ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) )
6 simprl ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) → 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
7 rphalfcl ( 𝑠 ∈ ℝ+ → ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ+ )
8 7 adantl ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) → ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ+ )
9 oveq2 ( 𝑟 = ( 𝑠 / 2 ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) = ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) )
10 9 eleq1d ( 𝑟 = ( 𝑠 / 2 ) → ( ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ↔ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) )
11 10 rexbidv ( 𝑟 = ( 𝑠 / 2 ) → ( ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ↔ ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) )
12 11 rspcv ( ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ+ → ( ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 → ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) )
13 8 12 syl ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) → ( ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 → ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) )
14 simprr ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 )
15 simp-4l ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) )
16 simplrl ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑥𝑋 )
17 simpllr ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑠 ∈ ℝ+ )
18 17 rpred ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑠 ∈ ℝ )
19 simprl ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) )
20 blhalf ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ) ∧ ( 𝑠 ∈ ℝ ∧ 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ⊆ ( 𝑢 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑠 ) )
21 15 16 18 19 20 syl22anc ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ⊆ ( 𝑢 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑠 ) )
22 simprr ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) )
23 21 22 sseldd ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑣 ∈ ( 𝑢 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑠 ) )
24 17 rpxrd ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑠 ∈ ℝ* )
25 17 7 syl ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ+ )
26 25 rpxrd ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ* )
27 blssm ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑠 / 2 ) ∈ ℝ* ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ⊆ 𝑋 )
28 15 16 26 27 syl3anc ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ⊆ 𝑋 )
29 28 19 sseldd ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑢𝑋 )
30 28 22 sseldd ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → 𝑣𝑋 )
31 elbl2 ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ* ) ∧ ( 𝑢𝑋𝑣𝑋 ) ) → ( 𝑣 ∈ ( 𝑢 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑠 ) ↔ ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
32 15 24 29 30 31 syl22anc ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑣 ∈ ( 𝑢 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑠 ) ↔ ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
33 23 32 mpbid ( ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) ∧ ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 )
34 33 ralrimivva ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) → ∀ 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 )
35 raleq ( 𝑦 = ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) → ( ∀ 𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ↔ ∀ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
36 35 raleqbi1dv ( 𝑦 = ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) → ( ∀ 𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ↔ ∀ 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
37 36 rspcev ( ( ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ∧ ∀ 𝑢 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) → ∃ 𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 )
38 14 34 37 syl2anc ( ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 ) ) → ∃ 𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 )
39 38 rexlimdvaa ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) → ( ∃ 𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) ( 𝑠 / 2 ) ) ∈ 𝐹 → ∃ 𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
40 13 39 syld ( ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℝ+ ) → ( ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 → ∃ 𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
41 40 ralrimdva ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) → ( ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 → ∀ 𝑠 ∈ ℝ+𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) )
42 41 impr ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) → ∀ 𝑠 ∈ ℝ+𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 )
43 iscfil2 ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ↔ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ ℝ+𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) ) )
44 43 adantr ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ↔ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ ℝ+𝑦𝐹𝑢𝑦𝑣𝑦 ( 𝑢 𝐷 𝑣 ) < 𝑠 ) ) )
45 6 42 44 mpbir2and ( ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) → 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) )
46 5 45 impbida ( 𝐷 ∈ ( ∞Met ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∈ ( CauFil ‘ 𝐷 ) ↔ ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ∀ 𝑟 ∈ ℝ+𝑥𝑋 ( 𝑥 ( ball ‘ 𝐷 ) 𝑟 ) ∈ 𝐹 ) ) )