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

Theorem imasf1oxms 24005
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 23969 . . . . . . 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 5708 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑉 Γ— 𝑉) = ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…)))
1211reseq2d 5981 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) = ((distβ€˜π‘…) β†Ύ ((Baseβ€˜π‘…) Γ— (Baseβ€˜π‘…))))
132fveq2d 6895 . . . . . 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 23888 . . . 4 (πœ‘ β†’ (distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅))
16 f1ofo 6840 . . . . . . 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 17460 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐡 = (Baseβ€˜π‘ˆ))
1918fveq2d 6895 . . . 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 4004 . . 3 (Baseβ€˜π‘ˆ) βŠ† (Baseβ€˜π‘ˆ)
22 xmetres2 23874 . . 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 23231 . . 3 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜π‘ˆ) = ((TopOpenβ€˜π‘…) qTop 𝐹))
2724, 7, 8xmstopn 23964 . . . . . 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 6895 . . . . 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 7426 . . 3 (πœ‘ β†’ ((TopOpenβ€˜π‘…) qTop 𝐹) = ((MetOpenβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) qTop 𝐹))
32 blbas 23943 . . . . . 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 23933 . . . . . . 7 (((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉)) ∈ (∞Metβ€˜π‘‰) β†’ βˆͺ ran (ballβ€˜((distβ€˜π‘…) β†Ύ (𝑉 Γ— 𝑉))) = 𝑉)
35 f1oeq2 6822 . . . . . . 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 23223 . . . . 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 23951 . . . . . 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 7426 . . . 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 23951 . . . . . 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 23842 . . . . . . . 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 6717 . . . . . . 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 6669 . . . . . . 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 6895 . . . . 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 6832 . . . . . . . . . . . . . . 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 6080 . . . . . . . . . . . . . . 15 (◑𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† dom 𝐹
58 f1odm 6837 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4034 . . . . . . . . . . . . . 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 23931 . . . . . . . . . . . . . . 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 7266 . . . . . . . . . . . . . 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 6850 . . . . . . . . . . . . . . 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 24004 . . . . . . . . . . . . . . 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 6834 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝐡 β†’ 𝐹 Fn 𝑉)
82 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . . . 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 7088 . . . . . . . . . . . 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 6808 . . . . . . . . . . . . 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 23922 . . . . . . . . . . 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 23922 . . . . . . . . . . 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 6840 . . . . . . . . . 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 23212 . . . . . . . . 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 23920 . . . . . . . . . . . 12 ((distβ€˜π‘ˆ) ∈ (∞Metβ€˜π΅) β†’ (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)):(𝐡 Γ— ℝ*)βŸΆπ’« 𝐡)
104 frn 6724 . . . . . . . . . . . 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 3981 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ ran (ballβ€˜(distβ€˜π‘ˆ)) β†’ π‘₯ ∈ 𝒫 𝐡))
107 elpwi 4609 . . . . . . . . . 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 6895 . . . . 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 23961 . 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 3948  π’« cpw 4602  βˆͺ cuni 4908   Γ— cxp 5674  β—‘ccnv 5675  dom cdm 5676  ran crn 5677   β†Ύ cres 5678   β€œ cima 5679   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€“1-1β†’wf1 6540  β€“ontoβ†’wfo 6541  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6542  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  β„*cxr 11249  Basecbs 17146  distcds 17208  TopOpenctopn 17369  topGenctg 17385   qTop cqtop 17451   β€œs cimas 17452  βˆžMetcxmet 20935  ballcbl 20937  MetOpencmopn 20940  TopBasesctb 22455  βˆžMetSpcxms 23830
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-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  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-se 5632  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-isom 6552  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7672  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12475  df-z 12561  df-dec 12680  df-uz 12825  df-q 12935  df-rp 12977  df-xneg 13094  df-xadd 13095  df-xmul 13096  df-fz 13487  df-fzo 13630  df-seq 13969  df-hash 14293  df-struct 17082  df-sets 17099  df-slot 17117  df-ndx 17129  df-base 17147  df-ress 17176  df-plusg 17212  df-mulr 17213  df-sca 17215  df-vsca 17216  df-ip 17217  df-tset 17218  df-ple 17219  df-ds 17221  df-rest 17370  df-topn 17371  df-0g 17389  df-gsum 17390  df-topgen 17391  df-xrs 17450  df-qtop 17455  df-imas 17456  df-mre 17532  df-mrc 17533  df-acs 17535  df-mgm 18563  df-sgrp 18612  df-mnd 18628  df-submnd 18674  df-mulg 18953  df-cntz 19183  df-cmn 19652  df-psmet 20942  df-xmet 20943  df-bl 20945  df-mopn 20946  df-top 22403  df-topon 22420  df-topsp 22442  df-bases 22456  df-xms 23833
This theorem is referenced by:  imasf1oms  24006  xpsxms  24050
  Copyright terms: Public domain W3C validator