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

Theorem blcls 24235
Description: The closure of an open ball in a metric space is contained in the corresponding closed ball. (Equality need not hold; for example, with the discrete metric, the closed ball of radius 1 is the whole space, but the open ball of radius 1 is just a point, whose closure is also a point.) (Contributed by Mario Carneiro, 31-Dec-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
mopni.1 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
blcld.3 𝑆 = {𝑧 ∈ 𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅}
Assertion
Ref Expression
blcls ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(𝑃(ballβ€˜π·)𝑅)) βŠ† 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑧,𝐷   𝑧,𝑅   𝑧,𝑃   𝑧,𝑋
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑧)   𝐽(𝑧)

Proof of Theorem blcls
StepHypRef Expression
1 mopni.1 . . 3 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
2 blcld.3 . . 3 𝑆 = {𝑧 ∈ 𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅}
31, 2blcld 24234 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ 𝑆 ∈ (Clsdβ€˜π½))
4 blssm 24144 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† 𝑋)
5 elbl 24114 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑧 ∈ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) ↔ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑅)))
6 xmetcl 24057 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ (𝑃𝐷𝑧) ∈ ℝ*)
763expa 1118 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ (𝑃𝐷𝑧) ∈ ℝ*)
873adantl3 1168 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ (𝑃𝐷𝑧) ∈ ℝ*)
9 simpl3 1193 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ 𝑅 ∈ ℝ*)
10 xrltle 13132 . . . . . . . 8 (((𝑃𝐷𝑧) ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑅 β†’ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅))
118, 9, 10syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ ((𝑃𝐷𝑧) < 𝑅 β†’ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅))
1211expimpd 454 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ (𝑃𝐷𝑧) < 𝑅) β†’ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅))
135, 12sylbid 239 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑧 ∈ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) β†’ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅))
1413ralrimiv 3145 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ βˆ€π‘§ ∈ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅)(𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅)
15 ssrab 4070 . . . 4 ((𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† {𝑧 ∈ 𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅} ↔ ((𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† 𝑋 ∧ βˆ€π‘§ ∈ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅)(𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅))
164, 14, 15sylanbrc 583 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† {𝑧 ∈ 𝑋 ∣ (𝑃𝐷𝑧) ≀ 𝑅})
1716, 2sseqtrrdi 4033 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† 𝑆)
18 eqid 2732 . . 3 βˆͺ 𝐽 = βˆͺ 𝐽
1918clsss2 22796 . 2 ((𝑆 ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ (𝑃(ballβ€˜π·)𝑅) βŠ† 𝑆) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(𝑃(ballβ€˜π·)𝑅)) βŠ† 𝑆)
203, 17, 19syl2anc 584 1 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝑃 ∈ 𝑋 ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(𝑃(ballβ€˜π·)𝑅)) βŠ† 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  {crab 3432   βŠ† wss 3948  βˆͺ cuni 4908   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  β„*cxr 11251   < clt 11252   ≀ cle 11253  βˆžMetcxmet 21129  ballcbl 21131  MetOpencmopn 21134  Clsdccld 22740  clsccl 22742
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12979  df-xneg 13096  df-xadd 13097  df-xmul 13098  df-topgen 17393  df-psmet 21136  df-xmet 21137  df-bl 21139  df-mopn 21140  df-top 22616  df-topon 22633  df-bases 22669  df-cld 22743  df-cls 22745
This theorem is referenced by:  blsscls  24236  cnllycmp  24696  cncmet  25063
  Copyright terms: Public domain W3C validator