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

Theorem bdmopn 15193
Description: The standard bounded metric corresponding to 𝐶 generates the same topology as 𝐶. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.) (Revised by Jim Kingdon, 19-May-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
stdbdmet.1 𝐷 = (𝑥𝑋, 𝑦𝑋 ↦ inf({(𝑥𝐶𝑦), 𝑅}, ℝ*, < ))
stdbdmopn.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
Assertion
Ref Expression
bdmopn ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐶   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑥,𝑦)   𝐽(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem bdmopn
Dummy variables 𝑟 𝑠 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rpxr 9869 . . . . . . . 8 (𝑟 ∈ ℝ+𝑟 ∈ ℝ*)
21ad2antll 491 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑟 ∈ ℝ*)
3 simpl2 1025 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑅 ∈ ℝ*)
4 xrmincl 11792 . . . . . . 7 ((𝑟 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
52, 3, 4syl2anc 411 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
6 rpre 9868 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ ℝ+𝑟 ∈ ℝ)
76ad2antll 491 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑟 ∈ ℝ)
8 0xr 8204 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ*
98a1i 9 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 ∈ ℝ*)
10 rpgt0 9873 . . . . . . . . 9 (𝑟 ∈ ℝ+ → 0 < 𝑟)
1110ad2antll 491 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < 𝑟)
12 simpl3 1026 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < 𝑅)
13 xrltmininf 11796 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ*𝑟 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → (0 < inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ↔ (0 < 𝑟 ∧ 0 < 𝑅)))
148, 2, 3, 13mp3an2i 1376 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (0 < inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ↔ (0 < 𝑟 ∧ 0 < 𝑅)))
1511, 12, 14mpbir2and 950 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ))
169, 5, 15xrltled 10007 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 ≤ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ))
17 xrmin1inf 11793 . . . . . . 7 ((𝑟 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟)
182, 3, 17syl2anc 411 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟)
19 xrrege0 10033 . . . . . 6 (((inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*𝑟 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∧ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ)
205, 7, 16, 18, 19syl22anc 1272 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ)
2120, 15elrpd 9901 . . . 4 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ+)
22 simprl 529 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑧𝑋)
23 xrmin2inf 11794 . . . . . . . 8 ((𝑟 ∈ ℝ*𝑅 ∈ ℝ*) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑅)
242, 3, 23syl2anc 411 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑅)
2522, 5, 243jca 1201 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧𝑋 ∧ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑅))
26 stdbdmet.1 . . . . . . 7 𝐷 = (𝑥𝑋, 𝑦𝑋 ↦ inf({(𝑥𝐶𝑦), 𝑅}, ℝ*, < ))
2726bdbl 15192 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋 ∧ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑅)) → (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))
2825, 27syldan 282 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))
2928eqcomd 2235 . . . 4 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))
30 breq1 4086 . . . . . 6 (𝑠 = inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) → (𝑠𝑟 ↔ inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟))
31 oveq2 6015 . . . . . . 7 (𝑠 = inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) → (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))
32 oveq2 6015 . . . . . . 7 (𝑠 = inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) → (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))
3331, 32eqeq12d 2244 . . . . . 6 (𝑠 = inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) → ((𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) ↔ (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ))))
3430, 33anbi12d 473 . . . . 5 (𝑠 = inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) → ((𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) ↔ (inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))))
3534rspcev 2907 . . . 4 ((inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ∈ ℝ+ ∧ (inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < ) ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )) = (𝑧(ball‘𝐷)inf({𝑟, 𝑅}, ℝ*, < )))) → ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
3621, 18, 29, 35syl12anc 1269 . . 3 (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+)) → ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
3736ralrimivva 2612 . 2 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → ∀𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
38 simp1 1021 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
3926bdxmet 15190 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
40 stdbdmopn.2 . . . 4 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
41 eqid 2229 . . . 4 (MetOpen‘𝐷) = (MetOpen‘𝐷)
4240, 41metequiv2 15185 . . 3 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋)) → (∀𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)))
4338, 39, 42syl2anc 411 . 2 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → (∀𝑧𝑋𝑟 ∈ ℝ+𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)))
4437, 43mpd 13 1 ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 1002   = wceq 1395  wcel 2200  wral 2508  wrex 2509  {cpr 3667   class class class wbr 4083  cfv 5318  (class class class)co 6007  cmpo 6009  infcinf 7161  cr 8009  0cc0 8010  *cxr 8191   < clt 8192  cle 8193  +crp 9861  ∞Metcxmet 14515  ballcbl 14517  MetOpencmopn 14520
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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8101  ax-resscn 8102  ax-1cn 8103  ax-1re 8104  ax-icn 8105  ax-addcl 8106  ax-addrcl 8107  ax-mulcl 8108  ax-mulrcl 8109  ax-addcom 8110  ax-mulcom 8111  ax-addass 8112  ax-mulass 8113  ax-distr 8114  ax-i2m1 8115  ax-0lt1 8116  ax-1rid 8117  ax-0id 8118  ax-rnegex 8119  ax-precex 8120  ax-cnre 8121  ax-pre-ltirr 8122  ax-pre-ltwlin 8123  ax-pre-lttrn 8124  ax-pre-apti 8125  ax-pre-ltadd 8126  ax-pre-mulgt0 8127  ax-pre-mulext 8128  ax-arch 8129  ax-caucvg 8130
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 836  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-isom 5327  df-riota 5960  df-ov 6010  df-oprab 6011  df-mpo 6012  df-1st 6292  df-2nd 6293  df-recs 6457  df-frec 6543  df-map 6805  df-sup 7162  df-inf 7163  df-pnf 8194  df-mnf 8195  df-xr 8196  df-ltxr 8197  df-le 8198  df-sub 8330  df-neg 8331  df-reap 8733  df-ap 8740  df-div 8831  df-inn 9122  df-2 9180  df-3 9181  df-4 9182  df-n0 9381  df-z 9458  df-uz 9734  df-q 9827  df-rp 9862  df-xneg 9980  df-xadd 9981  df-icc 10103  df-seqfrec 10682  df-exp 10773  df-cj 11368  df-re 11369  df-im 11370  df-rsqrt 11524  df-abs 11525  df-topgen 13308  df-psmet 14522  df-xmet 14523  df-bl 14525  df-mopn 14526  df-top 14687  df-bases 14732
This theorem is referenced by:  mopnex  15194
  Copyright terms: Public domain W3C validator