MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  zdis Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zdis 22527
Description: The integers are a discrete set in the topology on . (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
recld2.1 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
Assertion
Ref Expression
zdis (𝐽t ℤ) = 𝒫 ℤ

Proof of Theorem zdis
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 restsspw 16013 . 2 (𝐽t ℤ) ⊆ 𝒫 ℤ
2 elpwi 4140 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ⊆ ℤ)
32sselda 3583 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦 ∈ ℤ)
43zcnd 11427 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦 ∈ ℂ)
5 cnxmet 22486 . . . . . . . 8 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
6 1rp 11780 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ+
7 rpxr 11784 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℝ*)
86, 7ax-mp 5 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ*
9 recld2.1 . . . . . . . . . 10 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
109cnfldtopn 22495 . . . . . . . . 9 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
1110blopn 22215 . . . . . . . 8 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
125, 8, 11mp3an13 1412 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
139cnfldtop 22497 . . . . . . . 8 𝐽 ∈ Top
14 zex 11330 . . . . . . . 8 ℤ ∈ V
15 elrestr 16010 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V ∧ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽t ℤ))
1613, 14, 15mp3an12 1411 . . . . . . 7 ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽 → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽t ℤ))
174, 12, 163syl 18 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽t ℤ))
18 blcntr 22128 . . . . . . . . 9 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
195, 6, 18mp3an13 1412 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℂ → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
204, 19syl 17 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
2120, 3elind 3776 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
224adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
23 inss2 3812 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ ℤ
24 simpr 477 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
2523, 24sseldi 3581 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℤ)
2625zcnd 11427 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
273adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℤ)
2827, 25zsubcld 11431 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦𝑧) ∈ ℤ)
2928zcnd 11427 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦𝑧) ∈ ℂ)
30 eqid 2621 . . . . . . . . . . . . . . 15 (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
3130cnmetdval 22484 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦𝑧)))
3222, 26, 31syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦𝑧)))
33 inss1 3811 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1)
3433, 24sseldi 3581 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
35 elbl2 22105 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ*) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
365, 8, 35mpanl12 717 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
3722, 26, 36syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
3834, 37mpbid 222 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1)
3932, 38eqbrtrrd 4637 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦𝑧)) < 1)
40 nn0abscl 13986 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦𝑧) ∈ ℤ → (abs‘(𝑦𝑧)) ∈ ℕ0)
41 nn0lt10b 11383 . . . . . . . . . . . . 13 ((abs‘(𝑦𝑧)) ∈ ℕ0 → ((abs‘(𝑦𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦𝑧)) = 0))
4228, 40, 413syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → ((abs‘(𝑦𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦𝑧)) = 0))
4339, 42mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦𝑧)) = 0)
4429, 43abs00d 14119 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦𝑧) = 0)
4522, 26, 44subeq0d 10344 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 = 𝑧)
46 simplr 791 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦𝑥)
4745, 46eqeltrrd 2699 . . . . . . . 8 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧𝑥)
4847ex 450 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → (𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → 𝑧𝑥))
4948ssrdv 3589 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)
50 eleq2 2687 . . . . . . . 8 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑦𝑧𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)))
51 sseq1 3605 . . . . . . . 8 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑧𝑥 ↔ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥))
5250, 51anbi12d 746 . . . . . . 7 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → ((𝑦𝑧𝑧𝑥) ↔ (𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∧ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)))
5352rspcev 3295 . . . . . 6 ((((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽t ℤ) ∧ (𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∧ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)) → ∃𝑧 ∈ (𝐽t ℤ)(𝑦𝑧𝑧𝑥))
5417, 21, 49, 53syl12anc 1321 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦𝑥) → ∃𝑧 ∈ (𝐽t ℤ)(𝑦𝑧𝑧𝑥))
5554ralrimiva 2960 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → ∀𝑦𝑥𝑧 ∈ (𝐽t ℤ)(𝑦𝑧𝑧𝑥))
56 resttop 20874 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V) → (𝐽t ℤ) ∈ Top)
5713, 14, 56mp2an 707 . . . . 5 (𝐽t ℤ) ∈ Top
58 eltop2 20690 . . . . 5 ((𝐽t ℤ) ∈ Top → (𝑥 ∈ (𝐽t ℤ) ↔ ∀𝑦𝑥𝑧 ∈ (𝐽t ℤ)(𝑦𝑧𝑧𝑥)))
5957, 58ax-mp 5 . . . 4 (𝑥 ∈ (𝐽t ℤ) ↔ ∀𝑦𝑥𝑧 ∈ (𝐽t ℤ)(𝑦𝑧𝑧𝑥))
6055, 59sylibr 224 . . 3 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ∈ (𝐽t ℤ))
6160ssriv 3587 . 2 𝒫 ℤ ⊆ (𝐽t ℤ)
621, 61eqssi 3599 1 (𝐽t ℤ) = 𝒫 ℤ
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  Vcvv 3186  cin 3554  wss 3555  𝒫 cpw 4130   class class class wbr 4613  ccom 5078  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  0cc0 9880  1c1 9881  *cxr 10017   < clt 10018  cmin 10210  0cn0 11236  cz 11321  +crp 11776  abscabs 13908  t crest 16002  TopOpenctopn 16003  ∞Metcxmt 19650  ballcbl 19652  fldccnfld 19665  Topctop 20617
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fi 8261  df-sup 8292  df-inf 8293  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-fz 12269  df-seq 12742  df-exp 12801  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-rest 16004  df-topn 16005  df-topgen 16025  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-cnfld 19666  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-topsp 20624  df-xms 22035  df-ms 22036
This theorem is referenced by:  sszcld  22528
  Copyright terms: Public domain W3C validator