ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  bdmopn GIF version

Theorem bdmopn 14043
Description: The standard bounded metric corresponding to 𝐢 generates the same topology as 𝐢. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.) (Revised by Jim Kingdon, 19-May-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
stdbdmet.1 𝐷 = (π‘₯ ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf({(π‘₯𝐢𝑦), 𝑅}, ℝ*, < ))
stdbdmopn.2 𝐽 = (MetOpenβ€˜πΆ)
Assertion
Ref Expression
bdmopn ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑦,𝐢   π‘₯,𝑅,𝑦   π‘₯,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐷(π‘₯,𝑦)   𝐽(π‘₯,𝑦)

Proof of Theorem bdmopn
Dummy variables π‘Ÿ 𝑠 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rpxr 9663 . . . . . . . 8 (π‘Ÿ ∈ ℝ+ β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
21ad2antll 491 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
3 simpl2 1001 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
4 xrmincl 11276 . . . . . . 7 ((π‘Ÿ ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
52, 3, 4syl2anc 411 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
6 rpre 9662 . . . . . . 7 (π‘Ÿ ∈ ℝ+ β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ)
76ad2antll 491 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ)
8 0xr 8006 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ*
98a1i 9 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 0 ∈ ℝ*)
10 rpgt0 9667 . . . . . . . . 9 (π‘Ÿ ∈ ℝ+ β†’ 0 < π‘Ÿ)
1110ad2antll 491 . . . . . . . 8 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 0 < π‘Ÿ)
12 simpl3 1002 . . . . . . . 8 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 0 < 𝑅)
13 xrltmininf 11280 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (0 < inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ↔ (0 < π‘Ÿ ∧ 0 < 𝑅)))
148, 2, 3, 13mp3an2i 1342 . . . . . . . 8 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (0 < inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ↔ (0 < π‘Ÿ ∧ 0 < 𝑅)))
1511, 12, 14mpbir2and 944 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 0 < inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ))
169, 5, 15xrltled 9801 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 0 ≀ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ))
17 xrmin1inf 11277 . . . . . . 7 ((π‘Ÿ ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ)
182, 3, 17syl2anc 411 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ)
19 xrrege0 9827 . . . . . 6 (((inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ) ∧ (0 ≀ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∧ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ)
205, 7, 16, 18, 19syl22anc 1239 . . . . 5 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ)
2120, 15elrpd 9695 . . . 4 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ+)
22 simprl 529 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ 𝑧 ∈ 𝑋)
23 xrmin2inf 11278 . . . . . . . 8 ((π‘Ÿ ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ 𝑅)
242, 3, 23syl2anc 411 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ 𝑅)
2522, 5, 243jca 1177 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ 𝑅))
26 stdbdmet.1 . . . . . . 7 𝐷 = (π‘₯ ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf({(π‘₯𝐢𝑦), 𝑅}, ℝ*, < ))
2726bdbl 14042 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ 𝑅)) β†’ (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))
2825, 27syldan 282 . . . . 5 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))
2928eqcomd 2183 . . . 4 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))
30 breq1 4008 . . . . . 6 (𝑠 = inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) β†’ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ↔ inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ))
31 oveq2 5885 . . . . . . 7 (𝑠 = inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) β†’ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))
32 oveq2 5885 . . . . . . 7 (𝑠 = inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) β†’ (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))
3331, 32eqeq12d 2192 . . . . . 6 (𝑠 = inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) β†’ ((𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠) ↔ (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ))))
3430, 33anbi12d 473 . . . . 5 (𝑠 = inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) β†’ ((𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)) ↔ (inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))))
3534rspcev 2843 . . . 4 ((inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ+ ∧ (inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < ) ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ballβ€˜π·)inf({π‘Ÿ, 𝑅}, ℝ*, < )))) β†’ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)))
3621, 18, 29, 35syl12anc 1236 . . 3 (((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)))
3736ralrimivva 2559 . 2 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)))
38 simp1 997 . . 3 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ 𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
3926bdxmet 14040 . . 3 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
40 stdbdmopn.2 . . . 4 𝐽 = (MetOpenβ€˜πΆ)
41 eqid 2177 . . . 4 (MetOpenβ€˜π·) = (MetOpenβ€˜π·)
4240, 41metequiv2 14035 . . 3 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)) β†’ 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)))
4338, 39, 42syl2anc 411 . 2 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (𝑠 ≀ π‘Ÿ ∧ (𝑧(ballβ€˜πΆ)𝑠) = (𝑧(ballβ€˜π·)𝑠)) β†’ 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)))
4437, 43mpd 13 1 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) β†’ 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  βˆ€wral 2455  βˆƒwrex 2456  {cpr 3595   class class class wbr 4005  β€˜cfv 5218  (class class class)co 5877   ∈ cmpo 5879  infcinf 6984  β„cr 7812  0cc0 7813  β„*cxr 7993   < clt 7994   ≀ cle 7995  β„+crp 9655  βˆžMetcxmet 13479  ballcbl 13481  MetOpencmopn 13484
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-frec 6394  df-map 6652  df-sup 6985  df-inf 6986  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-xneg 9774  df-xadd 9775  df-icc 9897  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-topgen 12714  df-psmet 13486  df-xmet 13487  df-bl 13489  df-mopn 13490  df-top 13537  df-bases 13582
This theorem is referenced by:  mopnex  14044
  Copyright terms: Public domain W3C validator