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

Theorem equivcmet 25263
Description: If two metrics are strongly equivalent, one is complete iff the other is. Unlike equivcau 25246, metss2 24439, 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 25245 . . . . 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 25245 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (CauFilβ€˜π·) βŠ† (CauFilβ€˜πΆ))
106, 9eqssd 3990 . . . 4 (πœ‘ β†’ (CauFilβ€˜πΆ) = (CauFilβ€˜π·))
11 eqid 2725 . . . . . . . 8 (MetOpenβ€˜πΆ) = (MetOpenβ€˜πΆ)
12 eqid 2725 . . . . . . . 8 (MetOpenβ€˜π·) = (MetOpenβ€˜π·)
1311, 12, 1, 2, 7, 8metss2 24439 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜πΆ) βŠ† (MetOpenβ€˜π·))
1412, 11, 2, 1, 4, 5metss2 24439 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜π·) βŠ† (MetOpenβ€˜πΆ))
1513, 14eqssd 3990 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜πΆ) = (MetOpenβ€˜π·))
1615oveq1d 7431 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) = ((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓))
1716neeq1d 2990 . . . 4 (πœ‘ β†’ (((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ… ↔ ((MetOpenβ€˜π·) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
1810, 17raleqbidv 3330 . . 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 630 . 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 25230 . 2 (𝐢 ∈ (CMetβ€˜π‘‹) ↔ (𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘“ ∈ (CauFilβ€˜πΆ)((MetOpenβ€˜πΆ) fLim 𝑓) β‰  βˆ…))
2112iscmet 25230 . 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 394   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930  βˆ€wral 3051  βˆ…c0 4318   class class class wbr 5143  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7416   Β· cmul 11143   ≀ cle 11279  β„+crp 13006  Metcmet 21269  MetOpencmopn 21273   fLim cflim 23856  CauFilccfil 25198  CMetccmet 25200
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-pss 3959  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  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 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7869  df-1st 7991  df-2nd 7992  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8723  df-map 8845  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-n0 12503  df-z 12589  df-uz 12853  df-q 12963  df-rp 13007  df-xneg 13124  df-xadd 13125  df-xmul 13126  df-ico 13362  df-topgen 17424  df-psmet 21275  df-xmet 21276  df-met 21277  df-bl 21278  df-mopn 21279  df-fbas 21280  df-bases 22867  df-fil 23768  df-cfil 25201  df-cmet 25203
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator