Theorem cmsss 25540

Description: The restriction of a complete metric space is complete iff it is closed. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cmsss.h	⊢ 𝐾 = (𝑀 ↾s 𝐴)
cmsss.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝑀)
cmsss.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
cmsss	⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐾 ∈ CMetSp ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽)))

Proof of Theorem cmsss

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐴 ⊆ 𝑋)
2		xpss12 5681	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐴 × 𝐴) ⊆ (𝑋 × 𝑋))
3	1, 2	sylancom 600	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐴 × 𝐴) ⊆ (𝑋 × 𝑋))
4	3	resabs1d 6012	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘𝑀) ↾ (𝐴 × 𝐴)))
5		cmsss.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝑀)
6	5	fvexi 6902	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑋 ∈ V
7	6	ssex 5296	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝑋 → 𝐴 ∈ V)
8	7	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐴 ∈ V)
9		cmsss.h	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐾 = (𝑀 ↾s 𝐴)
10		eqid 2766	. . . . . . . 8 ⊢ (dist‘𝑀) = (dist‘𝑀)
11	9, 10	ressds 17488	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ V → (dist‘𝑀) = (dist‘𝐾))
12	8, 11	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (dist‘𝑀) = (dist‘𝐾))
13	9, 5	ressbas2 17323	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝑋 → 𝐴 = (Base‘𝐾))
14	13	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐴 = (Base‘𝐾))
15	14	sqxpeqd 5698	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐴 × 𝐴) = ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))
16	12, 15	reseq12d 5984	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((dist‘𝑀) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))))
17	4, 16	eqtrd 2801	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))))
18	14	fveq2d 6892	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (CMet‘𝐴) = (CMet‘(Base‘𝐾)))
19	17, 18	eleq12d 2860	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ↾ (𝐴 × 𝐴)) ∈ (CMet‘𝐴) ↔ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (CMet‘(Base‘𝐾))))
20		eqid 2766	. . . . . 6 ⊢ ((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) = ((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))
21	5, 20	cmscmet 25535	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ CMetSp → ((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ∈ (CMet‘𝑋))
22	21	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ∈ (CMet‘𝑋))
23		eqid 2766	. . . . 5 ⊢ (MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))) = (MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)))
24	23	cmetss 25505	. . . 4 ⊢ (((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ∈ (CMet‘𝑋) → ((((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ↾ (𝐴 × 𝐴)) ∈ (CMet‘𝐴) ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘(MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))))
25	22, 24	syl 18	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)) ↾ (𝐴 × 𝐴)) ∈ (CMet‘𝐴) ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘(MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))))
26	19, 25	bitr3d 284	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (CMet‘(Base‘𝐾)) ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘(MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))))
27		cmsms 25537	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ CMetSp → 𝑀 ∈ MetSp)
28		ressms 24713	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ MetSp ∧ 𝐴 ∈ V) → (𝑀 ↾s 𝐴) ∈ MetSp)
29	9, 28	eqeltrid 2870	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ MetSp ∧ 𝐴 ∈ V) → 𝐾 ∈ MetSp)
30	27, 7, 29	syl2an 608	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐾 ∈ MetSp)
31		eqid 2766	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
32		eqid 2766	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) = ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))
33	31, 32	iscms 25534	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ CMetSp ↔ (𝐾 ∈ MetSp ∧ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (CMet‘(Base‘𝐾))))
34	33	baib 545	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ MetSp → (𝐾 ∈ CMetSp ↔ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (CMet‘(Base‘𝐾))))
35	30, 34	syl 18	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐾 ∈ CMetSp ↔ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (CMet‘(Base‘𝐾))))
36	27	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝑀 ∈ MetSp)
37		cmsss.j	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑀)
38	37, 5, 20	mstopn 24639	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ MetSp → 𝐽 = (MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))
39	36, 38	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐽 = (MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))
40	39	fveq2d 6892	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (Clsd‘𝐽) = (Clsd‘(MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋)))))
41	40	eleq2d 2852	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽) ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘(MetOpen‘((dist‘𝑀) ↾ (𝑋 × 𝑋))))))
42	26, 35, 41	3bitr4d 314	1 ⊢ ((𝑀 ∈ CMetSp ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝐾 ∈ CMetSp ↔ 𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3458   ⊆ wss 3908   × cxp 5664   ↾ cres 5668  ‘cfv 6543  (class class class)co 7423  Basecbs 17294   ↾_s cress 17315  distcds 17344  TopOpenctopn 17499  MetOpencmopn 21542  Clsdccld 23203  MetSpcms 24505  CMetccmet 25443  CMetSpccms 25521

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196

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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8703  df-map 8835  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12523  df-z 12610  df-dec 12730  df-uz 12881  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13155  df-xadd 13156  df-xmul 13157  df-ico 13396  df-icc 13397  df-sets 17249  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-ress 17316  df-tset 17354  df-ds 17357  df-rest 17500  df-topn 17501  df-topgen 17521  df-psmet 21544  df-xmet 21545  df-met 21546  df-bl 21547  df-mopn 21548  df-fbas 21549  df-fg 21550  df-top 23081  df-topon 23098  df-topsp 23120  df-bases 23133  df-cld 23206  df-ntr 23207  df-cls 23208  df-nei 23285  df-haus 23502  df-fil 24033  df-flim 24126  df-xms 24507  df-ms 24508  df-cfil 25444  df-cmet 25446  df-cms 25524

This theorem is used by:  lssbn  25541  resscdrg  25547  srabn  25549  ishl2  25559  recms  25569  pjthlem2  25627