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

Theorem blbas 24660
Description: The balls of a metric space form a basis for a topology. (Contributed by NM, 12-Sep-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Jan-2014.)
Assertion
Ref Expression
blbas (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ran (ball‘𝐷) ∈ TopBases)

Proof of Theorem blbas
Dummy variables 𝑥 𝑟 𝑏 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 blin2 24659 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑧(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ (𝑥𝑦))
2 simpll 779 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3 elinel1 4150 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (𝑥𝑦) → 𝑧𝑥)
4 elunii 4875 . . . . . . . . . 10 ((𝑧𝑥𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
53, 4sylan 592 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ (𝑥𝑦) ∧ 𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
65ad2ant2lr 761 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
7 unirnbl 24650 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ran (ball‘𝐷) = 𝑋)
87ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → ran (ball‘𝐷) = 𝑋)
96, 8eleqtrd 2864 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → 𝑧𝑋)
10 blssex 24657 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧𝑋) → (∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑧(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ (𝑥𝑦)))
112, 9, 10syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → (∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑧(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ (𝑥𝑦)))
121, 11mpbird 260 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → ∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)))
1312ex 418 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) → ((𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷)) → ∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦))))
1413ralrimdva 3164 . . 3 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷)) → ∀𝑧 ∈ (𝑥𝑦)∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦))))
1514ralrimivv 3205 . 2 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ∀𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑧 ∈ (𝑥𝑦)∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)))
16 fvex 6895 . . . 4 (ball‘𝐷) ∈ V
1716rnex 7910 . . 3 ran (ball‘𝐷) ∈ V
18 isbasis2g 23177 . . 3 (ran (ball‘𝐷) ∈ V → (ran (ball‘𝐷) ∈ TopBases ↔ ∀𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑧 ∈ (𝑥𝑦)∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦))))
1917, 18ax-mp 5 . 2 (ran (ball‘𝐷) ∈ TopBases ↔ ∀𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷)∀𝑧 ∈ (𝑥𝑦)∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)))
2015, 19sylibr 237 1 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ran (ball‘𝐷) ∈ TopBases)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3078  wrex 3088  Vcvv 3453  cin 3901  wss 3902   cuni 4870  ran crn 5660  cfv 6537  (class class class)co 7416  +crp 13044  ∞Metcxmet 21574  ballcbl 21576  TopBasesctb 23174
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8699  df-map 8831  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-sup 9415  df-inf 9416  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11899  df-nn 12261  df-2 12330  df-n0 12532  df-z 12619  df-uz 12891  df-q 13001  df-rp 13045  df-xneg 13165  df-xadd 13166  df-xmul 13167  df-psmet 21581  df-xmet 21582  df-bl 21584  df-bases 23175
This theorem is used by:  mopntopon  24669  elmopn  24672  imasf1oxms  24719  blssopn  24725  metss  24738
  Copyright terms: Public domain W3C validator