MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  imasf1oxms Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem imasf1oxms 23989
Description: The image of a metric space is a metric space. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
imasf1obl.u (πœ‘ β†’ π‘ˆ = (𝐹 β€œs 𝑅))
imasf1obl.v (πœ‘ β†’ 𝑉 = (Baseβ€˜π‘…))
imasf1obl.f (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡)
imasf1oxms.r (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ∞MetSp)
Assertion
Ref Expression
imasf1oxms (πœ‘ β†’ π‘ˆ ∈ ∞MetSp)

Proof of Theorem imasf1oxms
Dummy variables π‘₯ π‘Ÿ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasf1obl.u . . . . 5 (πœ‘ β†’ π‘ˆ = (𝐹 β€œs 𝑅))
2 imasf1obl.v . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑉 = (Baseβ€˜π‘…))
3 imasf1obl.f . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡)
4 imasf1oxms.r . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ∞MetSp)
5 eqid 2732 . . . . 5 ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) = ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))
6 eqid 2732 . . . . 5 (distβ€˜π‘ˆ) = (distβ€˜π‘ˆ)
7 eqid 2732 . . . . . . . 8 (Baseβ€˜π‘…) = (Baseβ€˜π‘…)
8 eqid 2732 . . . . . . . 8 ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…))) = ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))
97, 8xmsxmet 23953 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ ∞MetSp β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…))) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘…)))
104, 9syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…))) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘…)))
112sqxpeqd 5707 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑉 Γ— 𝑉) = ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))
1211reseq2d 5979 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) = ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…))))
132fveq2d 6892 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (∞Metβ€˜π‘‰) = (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘…)))
1410, 12, 133eltr4d 2848 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰))
151, 2, 3, 4, 5, 6, 14imasf1oxmet 23872 . . . 4 (πœ‘ β†’ (distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅))
16 f1ofo 6837 . . . . . . 7 (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡 β†’ 𝐹:𝑉–onto→𝐡)
173, 16syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑉–onto→𝐡)
181, 2, 17, 4imasbas 17454 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐡 = (Baseβ€˜π‘ˆ))
1918fveq2d 6892 . . . 4 (πœ‘ β†’ (∞Metβ€˜π΅) = (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)))
2015, 19eleqtrd 2835 . . 3 (πœ‘ β†’ (distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)))
21 ssid 4003 . . 3 (Baseβ€˜π‘ˆ) βŠ† (Baseβ€˜π‘ˆ)
22 xmetres2 23858 . . 3 (((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)) ∧ (Baseβ€˜π‘ˆ) βŠ† (Baseβ€˜π‘ˆ)) β†’ ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)))
2320, 21, 22sylancl 586 . 2 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)))
24 eqid 2732 . . . 4 (TopOpenβ€˜π‘…) = (TopOpenβ€˜π‘…)
25 eqid 2732 . . . 4 (TopOpenβ€˜π‘ˆ) = (TopOpenβ€˜π‘ˆ)
261, 2, 17, 4, 24, 25imastopn 23215 . . 3 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜π‘ˆ) = ((TopOpenβ€˜π‘…) qTop 𝐹))
2724, 7, 8xmstopn 23948 . . . . . 6 (𝑅 ∈ ∞MetSp β†’ (TopOpenβ€˜π‘…) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))))
284, 27syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜π‘…) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))))
2912fveq2d 6892 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))))
3028, 29eqtr4d 2775 . . . 4 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜π‘…) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))))
3130oveq1d 7420 . . 3 (πœ‘ β†’ ((TopOpenβ€˜π‘…) qTop 𝐹) = ((MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹))
32 blbas 23927 . . . . . 6 (((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) β†’ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ∈ TopBases)
3314, 32syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ∈ TopBases)
34 unirnbl 23917 . . . . . . 7 (((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) β†’ βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = 𝑉)
35 f1oeq2 6819 . . . . . . 7 (βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = 𝑉 β†’ (𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–1-1-onto→𝐡 ↔ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡))
3614, 34, 353syl 18 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–1-1-onto→𝐡 ↔ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡))
373, 36mpbird 256 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–1-1-onto→𝐡)
38 eqid 2732 . . . . . 6 βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))
3938tgqtop 23207 . . . . 5 ((ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ∈ TopBases ∧ 𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–1-1-onto→𝐡) β†’ ((topGenβ€˜ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))) qTop 𝐹) = (topGenβ€˜(ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹)))
4033, 37, 39syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((topGenβ€˜ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))) qTop 𝐹) = (topGenβ€˜(ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹)))
41 eqid 2732 . . . . . . 7 (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))
4241mopnval 23935 . . . . . 6 (((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) β†’ (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = (topGenβ€˜ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))))
4314, 42syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = (topGenβ€˜ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))))
4443oveq1d 7420 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) = ((topGenβ€˜ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))) qTop 𝐹))
45 eqid 2732 . . . . . . 7 (MetOpenβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) = (MetOpenβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))
4645mopnval 23935 . . . . . 6 ((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅) β†’ (MetOpenβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) = (topGenβ€˜ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))))
4715, 46syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) = (topGenβ€˜ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))))
48 xmetf 23826 . . . . . . . 8 ((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)) β†’ (distβ€˜π‘ˆ):((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))βŸΆβ„*)
4920, 48syl 17 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (distβ€˜π‘ˆ):((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))βŸΆβ„*)
50 ffn 6714 . . . . . . 7 ((distβ€˜π‘ˆ):((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))βŸΆβ„* β†’ (distβ€˜π‘ˆ) Fn ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))
51 fnresdm 6666 . . . . . . 7 ((distβ€˜π‘ˆ) Fn ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)) β†’ ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) = (distβ€˜π‘ˆ))
5249, 50, 513syl 18 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) = (distβ€˜π‘ˆ))
5352fveq2d 6892 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))) = (MetOpenβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)))
543ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡)
55 f1of1 6829 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡 β†’ 𝐹:𝑉–1-1→𝐡)
5654, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:𝑉–1-1→𝐡)
57 cnvimass 6077 . . . . . . . . . . . . . . 15 (◑𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† dom 𝐹
58 f1odm 6834 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡 β†’ dom 𝐹 = 𝑉)
5954, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ dom 𝐹 = 𝑉)
6057, 59sseqtrid 4033 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ (◑𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† 𝑉)
6114ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰))
62 simprl 769 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝑦 ∈ 𝑉)
63 simprr 771 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ*)
64 blssm 23915 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*) β†’ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) βŠ† 𝑉)
6561, 62, 63, 64syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) βŠ† 𝑉)
66 f1imaeq 7260 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹:𝑉–1-1→𝐡 ∧ ((◑𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† 𝑉 ∧ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) βŠ† 𝑉)) β†’ ((𝐹 β€œ (◑𝐹 β€œ π‘₯)) = (𝐹 β€œ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)) ↔ (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)))
6756, 60, 65, 66syl12anc 835 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ ((𝐹 β€œ (◑𝐹 β€œ π‘₯)) = (𝐹 β€œ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)) ↔ (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)))
6854, 16syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝐹:𝑉–onto→𝐡)
69 simplr 767 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ π‘₯ βŠ† 𝐡)
70 foimacnv 6847 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹:𝑉–onto→𝐡 ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (𝐹 β€œ (◑𝐹 β€œ π‘₯)) = π‘₯)
7168, 69, 70syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ (◑𝐹 β€œ π‘₯)) = π‘₯)
721ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ π‘ˆ = (𝐹 β€œs 𝑅))
732ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝑉 = (Baseβ€˜π‘…))
744ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ 𝑅 ∈ ∞MetSp)
7572, 73, 54, 74, 5, 6, 61, 62, 63imasf1obl 23988 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) = (𝐹 β€œ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)))
7675eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ (𝐹 β€œ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)) = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ))
7771, 76eqeq12d 2748 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ ((𝐹 β€œ (◑𝐹 β€œ π‘₯)) = (𝐹 β€œ (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)) ↔ π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
7867, 77bitr3d 280 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) ∧ (𝑦 ∈ 𝑉 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ*)) β†’ ((◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) ↔ π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
79782rexbidva 3217 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
803adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡)
81 f1ofn 6831 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡 β†’ 𝐹 Fn 𝑉)
82 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (πΉβ€˜π‘¦) β†’ (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ))
8382eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (πΉβ€˜π‘¦) β†’ (π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) ↔ π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
8483rexbidv 3178 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (πΉβ€˜π‘¦) β†’ (βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
8584rexrn 7085 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 Fn 𝑉 β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran πΉβˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
8680, 81, 853syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran πΉβˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = ((πΉβ€˜π‘¦)(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
87 forn 6805 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑉–onto→𝐡 β†’ ran 𝐹 = 𝐡)
8880, 16, 873syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ ran 𝐹 = 𝐡)
8988rexeqdv 3326 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran πΉβˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
9079, 86, 893bitr2d 306 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
9114adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰))
92 blrn 23906 . . . . . . . . . . 11 (((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) β†’ ((◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ↔ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)))
9391, 92syl 17 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ ((◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ↔ βˆƒπ‘¦ ∈ 𝑉 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* (◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝑦(ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))π‘Ÿ)))
9415adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅))
95 blrn 23906 . . . . . . . . . . 11 ((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅) β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
9694, 95syl 17 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 βˆƒπ‘Ÿ ∈ ℝ* π‘₯ = (𝑧(ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))π‘Ÿ)))
9790, 93, 963bitr4d 310 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ βŠ† 𝐡) β†’ ((◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ↔ π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))))
9897pm5.32da 579 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ βŠ† 𝐡 ∧ (◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))) ↔ (π‘₯ βŠ† 𝐡 ∧ π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)))))
99 f1ofo 6837 . . . . . . . . . 10 (𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–1-1-onto→𝐡 β†’ 𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–onto→𝐡)
10037, 99syl 17 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–onto→𝐡)
10138elqtop2 23196 . . . . . . . . 9 ((ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) ∈ TopBases ∧ 𝐹:βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)))–onto→𝐡) β†’ (π‘₯ ∈ (ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) ↔ (π‘₯ βŠ† 𝐡 ∧ (◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))))))
10233, 100, 101syl2anc 584 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) ↔ (π‘₯ βŠ† 𝐡 ∧ (◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))))))
103 blf 23904 . . . . . . . . . . . 12 ((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅) β†’ (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)):(𝐡 Γ— ℝ*)βŸΆπ’« 𝐡)
104 frn 6721 . . . . . . . . . . . 12 ((ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)):(𝐡 Γ— ℝ*)βŸΆπ’« 𝐡 β†’ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) βŠ† 𝒫 𝐡)
10515, 103, 1043syl 18 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) βŠ† 𝒫 𝐡)
106105sseld 3980 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) β†’ π‘₯ ∈ 𝒫 𝐡))
107 elpwi 4608 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ 𝒫 𝐡 β†’ π‘₯ βŠ† 𝐡)
108106, 107syl6 35 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) β†’ π‘₯ βŠ† 𝐡))
109108pm4.71rd 563 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) ↔ (π‘₯ βŠ† 𝐡 ∧ π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)))))
11098, 102, 1093bitr4d 310 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) ↔ π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))))
111110eqrdv 2730 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) = ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)))
112111fveq2d 6892 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (topGenβ€˜(ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹)) = (topGenβ€˜ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ))))
11347, 53, 1123eqtr4d 2782 . . . 4 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))) = (topGenβ€˜(ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹)))
11440, 44, 1133eqtr4d 2782 . . 3 (πœ‘ β†’ ((MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))))
11526, 31, 1143eqtrd 2776 . 2 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜π‘ˆ) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))))
116 eqid 2732 . . 3 (Baseβ€˜π‘ˆ) = (Baseβ€˜π‘ˆ)
117 eqid 2732 . . 3 ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) = ((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ)))
11825, 116, 117isxms2 23945 . 2 (π‘ˆ ∈ ∞MetSp ↔ (((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))) ∈ (∞Metβ€˜(Baseβ€˜π‘ˆ)) ∧ (TopOpenβ€˜π‘ˆ) = (MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘ˆ) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘ˆ) Γ— (Baseβ€˜π‘ˆ))))))
11923, 115, 118sylanbrc 583 1 (πœ‘ β†’ π‘ˆ ∈ ∞MetSp)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆƒwrex 3070   βŠ† wss 3947  π’« cpw 4601  βˆͺ cuni 4907   Γ— cxp 5673  β—‘ccnv 5674  dom cdm 5675  ran crn 5676   β†Ύ cres 5677   β€œ cima 5678   Fn wfn 6535  βŸΆwf 6536  β€“1-1β†’wf1 6537  β€“ontoβ†’wfo 6538  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6539  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„*cxr 11243  Basecbs 17140  distcds 17202  TopOpenctopn 17363  topGenctg 17379   qTop cqtop 17445   β€œs cimas 17446  βˆžMetcxmet 20921  ballcbl 20923  MetOpencmopn 20926  TopBasesctb 22439  βˆžMetSpcxms 23814
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 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  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 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 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-hash 14287  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-xms 23817
This theorem is referenced by:  imasf1oms  23990  xpsxms  24034
  Copyright terms: Public domain W3C validator