MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  met1stc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem met1stc 24846
Description: The topology generated by a metric space is first-countable. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
methaus.1 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
met1stc (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ 1stω)

Proof of Theorem met1stc
Dummy variables 𝑛 𝑟 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 methaus.1 . . 3 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
21mopntop 24765 . 2 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Top)
31mopnuni 24766 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
43eleq2d 2846 . . . . 5 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ∈ 𝑋 ↔ 𝑥 ∈ ∪ 𝐽))
54biimpar 483 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ ∪ 𝐽) → 𝑥 ∈ 𝑋)
6 simpll 779 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
7 simplr 781 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ 𝑋)
8 nnrp 13136 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
98adantl 487 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ+)
109rpreccld 13178 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1110rpxrd 13169 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ*)
121blopn 24825 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (1 / 𝑛) ∈ ℝ*) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) ∈ 𝐽)
136, 7, 11, 12syl3anc 1398 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) ∈ 𝐽)
1413fmpttd 7116 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))):ℕ⟶𝐽)
1514frnd 6719 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ⊆ 𝐽)
16 nnex 12345 . . . . . . . . 9 ℕ ∈ V
1716mptex 7230 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ V
1817rnex 7923 . . . . . . 7 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ V
1918elpw 4560 . . . . . 6 (ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ 𝒫 𝐽 ↔ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ⊆ 𝐽)
2015, 19sylibr 237 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ 𝒫 𝐽)
21 omelon 9651 . . . . . . . . 9 ω ∈ On
22 nnenom 14127 . . . . . . . . . 10 ℕ ≈ ω
2322ensymi 9035 . . . . . . . . 9 ω ≈ ℕ
24 isnumi 10031 . . . . . . . . 9 ((ω ∈ On ∧ ω ≈ ℕ) → ℕ ∈ dom card)
2521, 23, 24mp2an 705 . . . . . . . 8 ℕ ∈ dom card
26 ovex 7454 . . . . . . . . . 10 (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) ∈ V
27 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))
2826, 27fnmpti 6683 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) Fn ℕ
29 dffn4 6803 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) Fn ℕ ↔ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))):ℕ–onto→ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))))
3028, 29mpbi 233 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))):ℕ–onto→ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))
31 fodomnum 10140 . . . . . . . 8 (ℕ ∈ dom card → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))):ℕ–onto→ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ℕ))
3225, 30, 31mp2 9 . . . . . . 7 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ℕ
33 domentr 9044 . . . . . . 7 ((ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ℕ ∧ ℕ ≈ ω) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω)
3432, 22, 33mp2an 705 . . . . . 6 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω
3534a1i 11 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω)
36 simpll 779 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
37 simprl 783 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → 𝑧 ∈ 𝐽)
38 simprr 785 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → 𝑥 ∈ 𝑧)
391mopni2 24818 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)
4036, 37, 38, 39syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → ∃𝑟 ∈ ℝ+ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)
41 simp-4l 795 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
42 simp-4r 796 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑥 ∈ 𝑋)
43 simprl 783 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑦 ∈ ℕ)
4443nnrpd 13166 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
4544rpreccld 13178 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ+)
46 blcntr 24738 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (1 / 𝑦) ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
4741, 42, 45, 46syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
4845rpxrd 13169 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ*)
49 simplrl 789 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑟 ∈ ℝ+)
5049rpxrd 13169 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑟 ∈ ℝ*)
51 nnrecre 12384 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
5251ad2antrl 741 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
5349rpred 13168 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → 𝑟 ∈ ℝ)
54 simprr 785 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (1 / 𝑦) < 𝑟)
5552, 53, 54ltled 11462 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (1 / 𝑦) ≤ 𝑟)
56 ssbl 24748 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ ((1 / 𝑦) ∈ ℝ* ∧ 𝑟 ∈ ℝ*) ∧ (1 / 𝑦) ≤ 𝑟) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟))
5741, 42, 48, 50, 55, 56syl221anc 1408 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟))
58 simplrr 790 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)
5957, 58sstrd 3918 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧)
6047, 59jca 521 . . . . . . . . . 10 (((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < 𝑟)) → (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧))
61 elrp 13126 . . . . . . . . . . . 12 (𝑟 ∈ ℝ+ ↔ (𝑟 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑟))
62 nnrecl 12608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑟 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑟) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < 𝑟)
6361, 62sylbi 220 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 ∈ ℝ+ → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < 𝑟)
6463ad2antrl 741 . . . . . . . . . 10 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < 𝑟)
6560, 64reximddv 3178 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ (𝑟 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥(ball‘𝐷)𝑟) ⊆ 𝑧)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧))
6640, 65rexlimddv 3169 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧))
67 ovexd 7456 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∈ V)
68 vex 3454 . . . . . . . . . 10 𝑤 ∈ V
69 oveq2 7429 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑦 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑦))
7069oveq2d 7437 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑦 → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
7170cbvmptv 5208 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) = (𝑦 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
7271elrnmpt 5939 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ V → (𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦))))
7368, 72mp1i 14 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → (𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦))))
74 eleq2 2849 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) → (𝑥 ∈ 𝑤 ↔ 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦))))
75 sseq1 3933 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) → (𝑤 ⊆ 𝑧 ↔ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧))
7674, 75anbi12d 644 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) → ((𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧) ↔ (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧)))
7776adantl 487 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ 𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦))) → ((𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧) ↔ (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧)))
7867, 73, 77rexxfr2d 5372 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → (∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ (𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∧ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ⊆ 𝑧)))
7966, 78mpbird 260 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))
8079expr 462 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑧 ∈ 𝐽) → (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))
8180ralrimiva 3154 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))
82 breq1 5105 . . . . . . 7 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → (𝑦 ≼ ω ↔ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω))
83 rexeq 3315 . . . . . . . . 9 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → (∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧) ↔ ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))
8483imbi2d 343 . . . . . . . 8 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → ((𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)) ↔ (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
8584ralbidv 3185 . . . . . . 7 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → (∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
8682, 85anbi12d 644 . . . . . 6 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → ((𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))) ↔ (ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))))
8786rspcev 3576 . . . . 5 ((ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ 𝒫 𝐽 ∧ (ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))(𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))) → ∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
8820, 35, 81, 87syl12anc 850 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
895, 88syldan 603 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ ∪ 𝐽) → ∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
9089ralrimiva 3154 . 2 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
91 eqid 2760 . . 3 ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
9291is1stc2 23766 . 2 (𝐽 ∈ 1stω ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧)))))
932, 90, 92sylanbrc 595 1 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ 1stω)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895  𝒫 cpw 4556  ∪ cuni 4866   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ran crn 5651  Oncon0 6362   Fn wfn 6534  –onto→wfo 6537  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  ωcom 7878   ≈ cen 8974   ≼ cdom 8975  cardccrd 10020  ℝcr 11203  0cc0 11204  1c1 11205  ℝ*cxr 11346   < clt 11347   ≤ cle 11348   / cdiv 11977  ℕcn 12339  ℝ+crp 13124  ∞Metcxmet 21669  ballcbl 21671  MetOpencmopn 21674  Topctop 23217  1stωc1stc 23761
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-inf2 9646  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8721  df-map 8853  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-sup 9438  df-inf 9439  df-card 10024  df-acn 10027  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-n0 12611  df-z 12698  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-topgen 17620  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-top 23218  df-topon 23235  df-bases 23270  df-1stc 23763
This theorem is used by:  metelcls  25632  metcnp4  25637  metcn4  25638
  Copyright terms: Public domain W3C validator