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

Theorem equivcmet 24833
Description: If two metrics are strongly equivalent, one is complete iff the other is. Unlike equivcau 24816, metss2 24020, this theorem does not have a one-directional form - it is possible for a metric 𝐢 that is strongly finer than the complete metric 𝐷 to be incomplete and vice versa. Consider 𝐷 = the metric on ℝ induced by the usual homeomorphism from (0, 1) against the usual metric 𝐢 on ℝ and against the discrete metric 𝐸 on ℝ. Then both 𝐢 and 𝐸 are complete but 𝐷 is not, and 𝐢 is strongly finer than 𝐷, which is strongly finer than 𝐸. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
equivcmet.1 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
equivcmet.2 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
equivcmet.3 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ+)
equivcmet.4 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ ℝ+)
equivcmet.5 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐢𝑦) ≀ (𝑅 Β· (π‘₯𝐷𝑦)))
equivcmet.6 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐷𝑦) ≀ (𝑆 Β· (π‘₯𝐢𝑦)))
Assertion
Ref Expression
equivcmet (πœ‘ β†’ (𝐢 ∈ (CMetβ€˜π‘‹) ↔ 𝐷 ∈ (CMetβ€˜π‘‹)))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑦,𝐢   π‘₯,𝐷,𝑦   πœ‘,π‘₯,𝑦   π‘₯,𝑅,𝑦   π‘₯,𝑋,𝑦   π‘₯,𝑆,𝑦

Proof of Theorem equivcmet
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 equivcmet.1 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
2 equivcmet.2 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
31, 22thd 264 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ↔ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹)))
4 equivcmet.4 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ ℝ+)
5 equivcmet.6 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐷𝑦) ≀ (𝑆 Β· (π‘₯𝐢𝑦)))
62, 1, 4, 5equivcfil 24815 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (CauFilβ€˜πΆ) βŠ† (CauFilβ€˜π·))
7 equivcmet.3 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ+)
8 equivcmet.5 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐢𝑦) ≀ (𝑅 Β· (π‘₯𝐷𝑦)))
91, 2, 7, 8equivcfil 24815 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (CauFilβ€˜π·) βŠ† (CauFilβ€˜πΆ))
106, 9eqssd 3999 . . . 4 (πœ‘ β†’ (CauFilβ€˜πΆ) = (CauFilβ€˜π·))
11 eqid 2732 . . . . . . . 8 (MetOpenβ€˜πΆ) = (MetOpenβ€˜πΆ)
12 eqid 2732 . . . . . . . 8 (MetOpenβ€˜π·) = (MetOpenβ€˜π·)
1311, 12, 1, 2, 7, 8metss2 24020 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜πΆ) βŠ† (MetOpenβ€˜π·))
1412, 11, 2, 1, 4, 5metss2 24020 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜π·) βŠ† (MetOpenβ€˜πΆ))
1513, 14eqssd 3999 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜πΆ) = (MetOpenβ€˜π·))
1615oveq1d 7423 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) = ((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓))
1716neeq1d 3000 . . . 4 (πœ‘ β†’ (((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ… ↔ ((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
1810, 17raleqbidv 3342 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜πΆ)((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ… ↔ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜π·)((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
193, 18anbi12d 631 . 2 (πœ‘ β†’ ((𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜πΆ)((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ…) ↔ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜π·)((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓) β‰  βˆ…)))
2011iscmet 24800 . 2 (𝐢 ∈ (CMetβ€˜π‘‹) ↔ (𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜πΆ)((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
2112iscmet 24800 . 2 (𝐷 ∈ (CMetβ€˜π‘‹) ↔ (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜π·)((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
2219, 20, 213bitr4g 313 1 (πœ‘ β†’ (𝐢 ∈ (CMetβ€˜π‘‹) ↔ 𝐷 ∈ (CMetβ€˜π‘‹)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆ€wral 3061  βˆ…c0 4322   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408   Β· cmul 11114   ≀ cle 11248  β„+crp 12973  Metcmet 20929  MetOpencmopn 20933   fLim cflim 23437  CauFilccfil 24768  CMetccmet 24770
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-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
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-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 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-er 8702  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-rp 12974  df-xneg 13091  df-xadd 13092  df-xmul 13093  df-ico 13329  df-topgen 17388  df-psmet 20935  df-xmet 20936  df-met 20937  df-bl 20938  df-mopn 20939  df-fbas 20940  df-bases 22448  df-fil 23349  df-cfil 24771  df-cmet 24773
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator