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

Theorem blbas 24598
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 24597 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑧(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ (𝑥𝑦))
2 simpll 778 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
3 elinel1 4153 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (𝑥𝑦) → 𝑧𝑥)
4 elunii 4876 . . . . . . . . . 10 ((𝑧𝑥𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
53, 4sylan 591 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ (𝑥𝑦) ∧ 𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷)) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
65ad2ant2lr 760 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ (𝑥𝑦)) ∧ (𝑥 ∈ ran (ball‘𝐷) ∧ 𝑦 ∈ ran (ball‘𝐷))) → 𝑧 ran (ball‘𝐷))
7 unirnbl 24588 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ran (ball‘𝐷) = 𝑋)
87ad2antrr 738 . . . . . . . 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 24595 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧𝑋) → (∃𝑏 ∈ ran (ball‘𝐷)(𝑧𝑏𝑏 ⊆ (𝑥𝑦)) ↔ ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑧(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ (𝑥𝑦)))
112, 9, 10syl2anc 595 . . . . . 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 417 . . . 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 6894 . . . 4 (ball‘𝐷) ∈ V
1716rnex 7905 . . 3 ran (ball‘𝐷) ∈ V
18 isbasis2g 23116 . . 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 400   = wceq 1569  wcel 2142  wral 3078  wrex 3088  Vcvv 3454  cin 3903  wss 3904   cuni 4871  ran crn 5661  cfv 6536  (class class class)co 7412  +crp 13022  ∞Metcxmet 21518  ballcbl 21520  TopBasesctb 23113
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  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 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-er 8692  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9400  df-inf 9401  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-div 11878  df-nn 12240  df-2 12309  df-n0 12511  df-z 12598  df-uz 12869  df-q 12979  df-rp 13023  df-xneg 13143  df-xadd 13144  df-xmul 13145  df-psmet 21525  df-xmet 21526  df-bl 21528  df-bases 23114
This theorem is used by:  mopntopon  24607  elmopn  24610  imasf1oxms  24657  blssopn  24663  metss  24676
  Copyright terms: Public domain W3C validator