Theorem lebnumlem2 24709

Description: Lemma for lebnum 24711. As a finite sum of point-to-set distance functions, which are continuous by metdscn 24593, the function 𝐹 is also continuous. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Feb-2015.) (Revised by AV, 30-Sep-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
lebnum.j	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
lebnum.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
lebnum.c	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
lebnum.s	⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
lebnum.u	⊢ (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝑈)
lebnumlem1.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
lebnumlem1.n	⊢ (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)
lebnumlem1.f	⊢ 𝐹 = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
lebnumlem2.k	⊢ 𝐾 = (topGen‘ran (,))

Assertion

Ref	Expression
lebnumlem2	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))

Distinct variable groups:   𝑦,𝑘,𝑧,𝐷   𝑘,𝐽,𝑦,𝑧   𝑈,𝑘,𝑦,𝑧   𝜑,𝑘,𝑦,𝑧   𝑘,𝑋,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑦,𝑧,𝑘)   𝐾(𝑦,𝑧,𝑘)

Proof of Theorem lebnumlem2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lebnumlem1.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
2		eqid 2731	. . . . 5 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
3		lebnum.d	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
4		metxmet 24061	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
5	3, 4	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
6		lebnum.j	. . . . . . 7 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
7	6	mopntopon 24166	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
8	5, 7	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
9		lebnumlem1.u	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
10	3	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
11		difssd 4133	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋)
12	5	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
13	12, 7	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
14		lebnum.s	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ 𝐽)
15	14	sselda 3983	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ∈ 𝐽)
16		toponss 22650	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑘 ∈ 𝐽) → 𝑘 ⊆ 𝑋)
17	13, 15, 16	syl2anc 583	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ⊆ 𝑋)
18		lebnumlem1.n	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑋 ∈ 𝑈)
19		eleq1 2820	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝑋 → (𝑘 ∈ 𝑈 ↔ 𝑋 ∈ 𝑈))
20	19	notbid 317	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝑋 → (¬ 𝑘 ∈ 𝑈 ↔ ¬ 𝑋 ∈ 𝑈))
21	18, 20	syl5ibrcom 246	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑘 = 𝑋 → ¬ 𝑘 ∈ 𝑈))
22	21	necon2ad 2954	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑈 → 𝑘 ≠ 𝑋))
23	22	imp 406	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ≠ 𝑋)
24		pssdifn0 4366	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑘 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑘 ≠ 𝑋) → (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅)
25	17, 23, 24	syl2anc 583	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅)
26		eqid 2731	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < ))
27	26, 6, 2	metdscn2 24594	. . . . . 6 ⊢ ((𝐷 ∈ (Met‘𝑋) ∧ (𝑋 ∖ 𝑘) ⊆ 𝑋 ∧ (𝑋 ∖ 𝑘) ≠ ∅) → (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
28	10, 11, 25, 27	syl3anc 1370	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
29	2, 8, 9, 28	fsumcn 24609	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ Σ𝑘 ∈ 𝑈 inf(ran (𝑧 ∈ (𝑋 ∖ 𝑘) ↦ (𝑦𝐷𝑧)), ℝ*, < )) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
30	1, 29	eqeltrid 2836	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
31	2	cnfldtopon 24520	. . . . 5 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
32	31	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ))
33		lebnum.c	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
34		lebnum.u	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝑈)
35	6, 3, 33, 14, 34, 9, 18, 1	lebnumlem1 24708	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℝ+)
36	35	frnd 6726	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 ⊆ ℝ+)
37		rpssre 12986	. . . . 5 ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
38	36, 37	sstrdi 3995	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 ⊆ ℝ)
39		ax-resscn 11170	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
40	39	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
41		cnrest2 23011	. . . 4 ⊢ (((TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ) ∧ ran 𝐹 ⊆ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → (𝐹 ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ 𝐹 ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
42	32, 38, 40, 41	syl3anc 1370	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ 𝐹 ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
43	30, 42	mpbid 231	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)))
44		lebnumlem2.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (topGen‘ran (,))
45	2	tgioo2 24540	. . . 4 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
46	44, 45	eqtri 2759	. . 3 ⊢ 𝐾 = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
47	46	oveq2i 7423	. 2 ⊢ (𝐽 Cn 𝐾) = (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))
48	43, 47	eleqtrrdi 2843	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   ≠ wne 2939   ∖ cdif 3946   ⊆ wss 3949  ∅c0 4323  ∪ cuni 4909   ↦ cmpt 5232  ran crn 5678  ‘cfv 6544  (class class class)co 7412  Fincfn 8942  infcinf 9439  ℂcc 11111  ℝcr 11112  ℝ^*cxr 11252   < clt 11253  ℝ⁺crp 12979  (,)cioo 13329  Σcsu 15637   ↾_t crest 17371  TopOpenctopn 17372  topGenctg 17388  ∞Metcxmet 21130  Metcmet 21131  MetOpencmopn 21135  ℂ_fldccnfld 21145  TopOnctopon 22633   Cn ccn 22949  Compccmp 23111

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7728  ax-inf2 9639  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190  ax-pre-sup 11191  ax-addf 11192

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7673  df-om 7859  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-supp 8150  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8706  df-ec 8708  df-map 8825  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9365  df-fi 9409  df-sup 9440  df-inf 9441  df-oi 9508  df-card 9937  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-q 12938  df-rp 12980  df-xneg 13097  df-xadd 13098  df-xmul 13099  df-ioo 13333  df-ico 13335  df-icc 13336  df-fz 13490  df-fzo 13633  df-seq 13972  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15051  df-re 15052  df-im 15053  df-sqrt 15187  df-abs 15188  df-clim 15437  df-sum 15638  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-hom 17226  df-cco 17227  df-rest 17373  df-topn 17374  df-0g 17392  df-gsum 17393  df-topgen 17394  df-pt 17395  df-prds 17398  df-xrs 17453  df-qtop 17458  df-imas 17459  df-xps 17461  df-mre 17535  df-mrc 17536  df-acs 17538  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-submnd 18707  df-mulg 18988  df-cntz 19223  df-cmn 19692  df-psmet 21137  df-xmet 21138  df-met 21139  df-bl 21140  df-mopn 21141  df-cnfld 21146  df-top 22617  df-topon 22634  df-topsp 22656  df-bases 22670  df-cld 22744  df-ntr 22745  df-cls 22746  df-cn 22952  df-cnp 22953  df-tx 23287  df-hmeo 23480  df-xms 24047  df-ms 24048  df-tms 24049

This theorem is referenced by:  lebnumlem3  24710