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Theorem tmsxpsval

Description: Value of the product of two metrics. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses tmsxps.p ⊒ 𝑃 = ( dist β€˜ ( ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) Γ—s ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
tmsxps.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
tmsxps.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) )
tmsxpsval.a ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑋 )
tmsxpsval.b ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ π‘Œ )
tmsxpsval.c ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ 𝑋 )
tmsxpsval.d ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ π‘Œ )
Assertion tmsxpsval ( πœ‘ β†’ ( ⟨ 𝐴 , 𝐡 ⟩ 𝑃 ⟨ 𝐢 , 𝐷 ⟩ ) = sup ( { ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) , ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) } , ℝ* , < ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tmsxps.p ⊒ 𝑃 = ( dist β€˜ ( ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) Γ—s ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
2 tmsxps.1 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) )
3 tmsxps.2 ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) )
4 tmsxpsval.a ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑋 )
5 tmsxpsval.b ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ π‘Œ )
6 tmsxpsval.c ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ 𝑋 )
7 tmsxpsval.d ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ π‘Œ )
8 eqid ⊒ ( ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) Γ—s ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) = ( ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) Γ—s ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) )
9 eqid ⊒ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) )
10 eqid ⊒ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) )
11 eqid ⊒ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) = ( toMetSp β€˜ 𝑀 )
12 11 tmsxms ⊒ ( 𝑀 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ∈ ∞MetSp )
13 2 12 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ∈ ∞MetSp )
14 eqid ⊒ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) = ( toMetSp β€˜ 𝑁 )
15 14 tmsxms ⊒ ( 𝑁 ∈ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) β†’ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ∈ ∞MetSp )
16 3 15 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ∈ ∞MetSp )
17 eqid ⊒ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) = ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) )
18 eqid ⊒ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) = ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) )
19 11 tmsds ⊒ ( 𝑀 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ 𝑀 = ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
20 2 19 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑀 = ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
21 11 tmsbas ⊒ ( 𝑀 ∈ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) β†’ 𝑋 = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
22 2 21 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑋 = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
23 22 fveq2d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ∞Met β€˜ 𝑋 ) = ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) )
24 2 20 23 3eltr3d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) )
25 ssid ⊒ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) βŠ† ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) )
26 xmetres2 ⊒ ( ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ∧ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) βŠ† ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) β†’ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) )
27 24 25 26 sylancl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) )
28 14 tmsds ⊒ ( 𝑁 ∈ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) β†’ 𝑁 = ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
29 3 28 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝑁 = ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
30 14 tmsbas ⊒ ( 𝑁 ∈ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) β†’ π‘Œ = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
31 3 30 syl ⊒ ( πœ‘ β†’ π‘Œ = ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
32 31 fveq2d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ∞Met β€˜ π‘Œ ) = ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) )
33 3 29 32 3eltr3d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) )
34 ssid ⊒ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) βŠ† ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) )
35 xmetres2 ⊒ ( ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ∧ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) βŠ† ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) β†’ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) )
36 33 34 35 sylancl ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) ∈ ( ∞Met β€˜ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) )
37 4 22 eleqtrd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
38 5 31 eleqtrd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
39 6 22 eleqtrd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) )
40 7 31 eleqtrd ⊒ ( πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) )
41 8 9 10 13 16 1 17 18 27 36 37 38 39 40 xpsdsval ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ⟨ 𝐴 , 𝐡 ⟩ 𝑃 ⟨ 𝐢 , 𝐷 ⟩ ) = sup ( { ( 𝐴 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) 𝐢 ) , ( 𝐡 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) 𝐷 ) } , ℝ* , < ) )
42 37 39 ovresd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐴 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) 𝐢 ) = ( 𝐴 ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) 𝐢 ) )
43 20 oveqd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) = ( 𝐴 ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) 𝐢 ) )
44 42 43 eqtr4d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐴 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) 𝐢 ) = ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) )
45 38 40 ovresd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐡 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) 𝐷 ) = ( 𝐡 ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) 𝐷 ) )
46 29 oveqd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) = ( 𝐡 ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) 𝐷 ) )
47 45 46 eqtr4d ⊒ ( πœ‘ β†’ ( 𝐡 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) 𝐷 ) = ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) )
48 44 47 preq12d ⊒ ( πœ‘ β†’ { ( 𝐴 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) 𝐢 ) , ( 𝐡 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) 𝐷 ) } = { ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) , ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) } )
49 48 supeq1d ⊒ ( πœ‘ β†’ sup ( { ( 𝐴 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑀 ) ) ) ) 𝐢 ) , ( 𝐡 ( ( dist β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) β†Ύ ( ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) Γ— ( Base β€˜ ( toMetSp β€˜ 𝑁 ) ) ) ) 𝐷 ) } , ℝ* , < ) = sup ( { ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) , ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) } , ℝ* , < ) )
50 41 49 eqtrd ⊒ ( πœ‘ β†’ ( ⟨ 𝐴 , 𝐡 ⟩ 𝑃 ⟨ 𝐢 , 𝐷 ⟩ ) = sup ( { ( 𝐴 𝑀 𝐢 ) , ( 𝐡 𝑁 𝐷 ) } , ℝ* , < ) )