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Theorem tgioo 22339
Description: The topology generated by open intervals of reals is the same as the open sets of the standard metric space on the reals. (Contributed by NM, 7-May-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Nov-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
remet.1 𝐷 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
tgioo.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
tgioo (topGen‘ran (,)) = 𝐽

Proof of Theorem tgioo
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑎 𝑏 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 remet.1 . . . 4 𝐷 = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
21rexmet 22334 . . 3 𝐷 ∈ (∞Met‘ℝ)
3 tgioo.2 . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
43mopnval 21994 . . 3 (𝐷 ∈ (∞Met‘ℝ) → 𝐽 = (topGen‘ran (ball‘𝐷)))
52, 4ax-mp 5 . 2 𝐽 = (topGen‘ran (ball‘𝐷))
61blssioo 22338 . . 3 ran (ball‘𝐷) ⊆ ran (,)
7 elssuni 4397 . . . . . . 7 (𝑣 ∈ ran (,) → 𝑣 ran (,))
8 unirnioo 12100 . . . . . . 7 ℝ = ran (,)
97, 8syl6sseqr 3614 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ran (,) → 𝑣 ⊆ ℝ)
10 retopbas 22306 . . . . . . . . . 10 ran (,) ∈ TopBases
1110a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → ran (,) ∈ TopBases)
12 simpl 471 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑣 ∈ ran (,))
139sselda 3567 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑥 ∈ ℝ)
14 1re 9895 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℝ
151bl2ioo 22335 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑥(ball‘𝐷)1) = ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)))
1614, 15mpan2 702 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥(ball‘𝐷)1) = ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)))
17 peano2rem 10199 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 − 1) ∈ ℝ)
1817rexrd 9945 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 − 1) ∈ ℝ*)
19 peano2re 10060 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 + 1) ∈ ℝ)
2019rexrd 9945 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 + 1) ∈ ℝ*)
21 ioof 12098 . . . . . . . . . . . . . 14 (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
22 ffn 5944 . . . . . . . . . . . . . 14 ((,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ → (,) Fn (ℝ* × ℝ*))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (,) Fn (ℝ* × ℝ*)
24 fnovrn 6684 . . . . . . . . . . . . 13 (((,) Fn (ℝ* × ℝ*) ∧ (𝑥 − 1) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*) → ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)) ∈ ran (,))
2523, 24mp3an1 1402 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 − 1) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*) → ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)) ∈ ran (,))
2618, 20, 25syl2anc 690 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ → ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)) ∈ ran (,))
2716, 26eqeltrd 2687 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥(ball‘𝐷)1) ∈ ran (,))
2813, 27syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → (𝑥(ball‘𝐷)1) ∈ ran (,))
29 simpr 475 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑥𝑣)
30 1rp 11668 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℝ+
31 blcntr 21969 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)1))
322, 30, 31mp3an13 1406 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)1))
3313, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)1))
3429, 33elind 3759 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑥 ∈ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)))
35 basis2 20508 . . . . . . . . 9 (((ran (,) ∈ TopBases ∧ 𝑣 ∈ ran (,)) ∧ ((𝑥(ball‘𝐷)1) ∈ ran (,) ∧ 𝑥 ∈ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)))) → ∃𝑧 ∈ ran (,)(𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))))
3611, 12, 28, 34, 35syl22anc 1318 . . . . . . . 8 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → ∃𝑧 ∈ ran (,)(𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))))
37 ovelrn 6685 . . . . . . . . . . 11 ((,) Fn (ℝ* × ℝ*) → (𝑧 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑧 = (𝑎(,)𝑏)))
3823, 37ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑧 = (𝑎(,)𝑏))
39 eleq2 2676 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → (𝑥𝑧𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏)))
40 sseq1 3588 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → (𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ↔ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))))
4139, 40anbi12d 742 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) ↔ (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)))))
42 inss2 3795 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)1)
43 sstr 3575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)1)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)1))
4442, 43mpan2 702 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)1))
4544adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)1))
46 elioore 12032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝑥 ∈ ℝ)
4746adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
4847, 16syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥(ball‘𝐷)1) = ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)))
4945, 48sseqtrd 3603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)))
50 dfss 3554 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑎(,)𝑏) ⊆ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1)) ↔ (𝑎(,)𝑏) = ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1))))
5149, 50sylib 206 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) = ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1))))
52 eliooxr 12059 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) → (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*))
5318, 20jca 552 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 ∈ ℝ → ((𝑥 − 1) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*))
5446, 53syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥 − 1) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*))
55 iooin 12036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ ((𝑥 − 1) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1))) = (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
5652, 54, 55syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1))) = (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
5756adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝑥 − 1)(,)(𝑥 + 1))) = (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
5851, 57eqtrd 2643 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) = (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
59 mnfxr 11783 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 -∞ ∈ ℝ*
6059a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → -∞ ∈ ℝ*)
6147, 18syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥 − 1) ∈ ℝ*)
6252adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*))
6362simpld 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → 𝑎 ∈ ℝ*)
6461, 63ifcld 4080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ*)
6562simprd 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → 𝑏 ∈ ℝ*)
6647, 19syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥 + 1) ∈ ℝ)
6766rexrd 9945 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥 + 1) ∈ ℝ*)
6865, 67ifcld 4080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ*)
6946, 17syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) → (𝑥 − 1) ∈ ℝ)
7069adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥 − 1) ∈ ℝ)
71 mnflt 11794 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 − 1) ∈ ℝ → -∞ < (𝑥 − 1))
7270, 71syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → -∞ < (𝑥 − 1))
73 xrmax2 11840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑎 ∈ ℝ* ∧ (𝑥 − 1) ∈ ℝ*) → (𝑥 − 1) ≤ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎))
7463, 61, 73syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑥 − 1) ≤ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎))
7560, 61, 64, 72, 74xrltletrd 11827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → -∞ < if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎))
76 simpl 471 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → 𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏))
7776, 58eleqtrd 2689 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → 𝑥 ∈ (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
78 eliooxr 12059 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 ∈ (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) → (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ*))
79 ne0i 3879 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑥 ∈ (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) → (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) ≠ ∅)
80 ioon0 12028 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ*) → ((if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) ≠ ∅ ↔ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
8179, 80syl5ib 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ*) → (𝑥 ∈ (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))))
8278, 81mpcom 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)))
8377, 82syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)))
84 xrre2 11834 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((-∞ ∈ ℝ* ∧ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∧ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ)
8560, 64, 68, 75, 83, 84syl32anc 1325 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ)
86 mnfle 11804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ* → -∞ ≤ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎))
8764, 86syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → -∞ ≤ if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎))
8860, 64, 68, 87, 83xrlelttrd 11826 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → -∞ < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)))
89 xrmin2 11842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ*) → if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ≤ (𝑥 + 1))
9065, 67, 89syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ≤ (𝑥 + 1))
91 xrre 11833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ* ∧ (𝑥 + 1) ∈ ℝ) ∧ (-∞ < if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ≤ (𝑥 + 1))) → if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ)
9268, 66, 88, 90, 91syl22anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ)
931ioo2blex 22337 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎) ∈ ℝ ∧ if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1)) ∈ ℝ) → (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) ∈ ran (ball‘𝐷))
9485, 92, 93syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (if(𝑎 ≤ (𝑥 − 1), (𝑥 − 1), 𝑎)(,)if(𝑏 ≤ (𝑥 + 1), 𝑏, (𝑥 + 1))) ∈ ran (ball‘𝐷))
9558, 94eqeltrd 2687 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) ∈ ran (ball‘𝐷))
96 inss1 3794 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ⊆ 𝑣
97 sstr 3575 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) ⊆ 𝑣) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)
9896, 97mpan2 702 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)
9998adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)
100 sseq1 3588 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → (𝑧𝑣 ↔ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣))
10139, 100anbi12d 742 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥𝑧𝑧𝑣) ↔ (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)))
102101rspcev 3281 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎(,)𝑏) ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ (𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)) → ∃𝑧 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑥𝑧𝑧𝑣))
10395, 76, 99, 102syl12anc 1315 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑧 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑥𝑧𝑧𝑣))
104 blssex 21983 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐷 ∈ (∞Met‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑧 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑥𝑧𝑧𝑣) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣))
1052, 47, 104sylancr 693 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → (∃𝑧 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑥𝑧𝑧𝑣) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣))
106103, 105mpbid 220 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
10741, 106syl6bi 241 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣))
108107a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) → (𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)))
109108rexlimivv 3017 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑧 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣))
110109imp 443 . . . . . . . . . 10 ((∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑧 = (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
11138, 110sylanb 487 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ ran (,) ∧ (𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1)))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
112111rexlimiva 3009 . . . . . . . 8 (∃𝑧 ∈ ran (,)(𝑥𝑧𝑧 ⊆ (𝑣 ∩ (𝑥(ball‘𝐷)1))) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
11336, 112syl 17 . . . . . . 7 ((𝑣 ∈ ran (,) ∧ 𝑥𝑣) → ∃𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
114113ralrimiva 2948 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ran (,) → ∀𝑥𝑣𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)
1153elmopn2 22001 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (∞Met‘ℝ) → (𝑣𝐽 ↔ (𝑣 ⊆ ℝ ∧ ∀𝑥𝑣𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣)))
1162, 115ax-mp 5 . . . . . 6 (𝑣𝐽 ↔ (𝑣 ⊆ ℝ ∧ ∀𝑥𝑣𝑦 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑦) ⊆ 𝑣))
1179, 114, 116sylanbrc 694 . . . . 5 (𝑣 ∈ ran (,) → 𝑣𝐽)
118117ssriv 3571 . . . 4 ran (,) ⊆ 𝐽
119118, 5sseqtri 3599 . . 3 ran (,) ⊆ (topGen‘ran (ball‘𝐷))
120 2basgen 20547 . . 3 ((ran (ball‘𝐷) ⊆ ran (,) ∧ ran (,) ⊆ (topGen‘ran (ball‘𝐷))) → (topGen‘ran (ball‘𝐷)) = (topGen‘ran (,)))
1216, 119, 120mp2an 703 . 2 (topGen‘ran (ball‘𝐷)) = (topGen‘ran (,))
1225, 121eqtr2i 2632 1 (topGen‘ran (,)) = 𝐽
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382   = wceq 1474  wcel 1976  wne 2779  wral 2895  wrex 2896  cin 3538  wss 3539  c0 3873  ifcif 4035  𝒫 cpw 4107   cuni 4366   class class class wbr 4577   × cxp 5026  ran crn 5029  cres 5030  ccom 5032   Fn wfn 5785  wf 5786  cfv 5790  (class class class)co 6527  cr 9791  1c1 9793   + caddc 9795  -∞cmnf 9928  *cxr 9929   < clt 9930  cle 9931  cmin 10117  +crp 11664  (,)cioo 12002  abscabs 13768  topGenctg 15867  ∞Metcxmt 19498  ballcbl 19500  MetOpencmopn 19503  TopBasesctb 20462
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2033  ax-13 2233  ax-ext 2589  ax-sep 4703  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6824  ax-cnex 9848  ax-resscn 9849  ax-1cn 9850  ax-icn 9851  ax-addcl 9852  ax-addrcl 9853  ax-mulcl 9854  ax-mulrcl 9855  ax-mulcom 9856  ax-addass 9857  ax-mulass 9858  ax-distr 9859  ax-i2m1 9860  ax-1ne0 9861  ax-1rid 9862  ax-rnegex 9863  ax-rrecex 9864  ax-cnre 9865  ax-pre-lttri 9866  ax-pre-lttrn 9867  ax-pre-ltadd 9868  ax-pre-mulgt0 9869  ax-pre-sup 9870
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-uni 4367  df-iun 4451  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-om 6935  df-1st 7036  df-2nd 7037  df-wrecs 7271  df-recs 7332  df-rdg 7370  df-er 7606  df-map 7723  df-en 7819  df-dom 7820  df-sdom 7821  df-sup 8208  df-inf 8209  df-pnf 9932  df-mnf 9933  df-xr 9934  df-ltxr 9935  df-le 9936  df-sub 10119  df-neg 10120  df-div 10534  df-nn 10868  df-2 10926  df-3 10927  df-n0 11140  df-z 11211  df-uz 11520  df-q 11621  df-rp 11665  df-xneg 11778  df-xadd 11779  df-xmul 11780  df-ioo 12006  df-seq 12619  df-exp 12678  df-cj 13633  df-re 13634  df-im 13635  df-sqrt 13769  df-abs 13770  df-topgen 15873  df-psmet 19505  df-xmet 19506  df-met 19507  df-bl 19508  df-mopn 19509  df-bases 20464
This theorem is referenced by:  qdensere2  22340  rehaus  22342  resubmet  22345  tgioo2  22346  xrsmopn  22355  iccntr  22364  icccmplem3  22367  reconnlem2  22370  opnreen  22374  metdscn2  22399  evthicc  22952  opnmbllem  23092  dvlip2  23479  lhop  23500  dvcnvre  23503  nmcvcn  26735  opnrebl  31291  opnrebl2  31292  ptrecube  32375  poimirlem30  32405  opnmbllem0  32411  reheibor  32604
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