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

Theorem met1stc 24833
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 24752 . 2 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Top)
31mopnuni 24753 . . . . . 6 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
43eleq2d 2847 . . . . 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 13125 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
98adantl 487 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ+)
109rpreccld 13167 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1110rpxrd 13158 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ*)
121blopn 24812 . . . . . . . . 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 7113 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))):ℕ⟶𝐽)
1514frnd 6716 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ⊆ 𝐽)
16 nnex 12334 . . . . . . . . 9 ℕ ∈ V
1716mptex 7227 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ V
1817rnex 7920 . . . . . . 7 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ∈ V
1918elpw 4561 . . . . . 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 9640 . . . . . . . . 9 ω ∈ On
22 nnenom 14116 . . . . . . . . . 10 ℕ ≈ ω
2322ensymi 9024 . . . . . . . . 9 ω ≈ ℕ
24 isnumi 10020 . . . . . . . . 9 ((ω ∈ On ∧ ω ≈ ℕ) → ℕ ∈ dom card)
2521, 23, 24mp2an 705 . . . . . . . 8 ℕ ∈ dom card
26 ovex 7451 . . . . . . . . . 10 (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) ∈ V
27 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)))
2826, 27fnmpti 6680 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) Fn ℕ
29 dffn4 6800 . . . . . . . . 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 10129 . . . . . . . 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 9033 . . . . . . 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 24805 . . . . . . . . . 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 13155 . . . . . . . . . . . . 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 13167 . . . . . . . . . . . 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 24725 . . . . . . . . . . . 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 13158 . . . . . . . . . . . . 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 13158 . . . . . . . . . . . . 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 12373 . . . . . . . . . . . . . . 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 13157 . . . . . . . . . . . . . 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 11451 . . . . . . . . . . . . 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 24735 . . . . . . . . . . . . 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 3941 . . . . . . . . . . 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 13115 . . . . . . . . . . . 12 (𝑟 ∈ ℝ+ ↔ (𝑟 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑟))
62 nnrecl 12597 . . . . . . . . . . . 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 3179 . . . . . . . . 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 3170 . . . . . . . 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 7453 . . . . . . . . 9 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) ∈ V)
68 vex 3455 . . . . . . . . . 10 𝑤 ∈ V
69 oveq2 7426 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑦 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑦))
7069oveq2d 7434 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑦 → (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛)) = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
7170cbvmptv 5209 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) = (𝑦 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)))
7271elrnmpt 5940 . . . . . . . . . 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 2850 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦)) → (𝑥 ∈ 𝑤 ↔ 𝑥 ∈ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑦))))
75 sseq1 3956 . . . . . . . . . . 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 5373 . . . . . . . 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 3155 . . . . 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 5106 . . . . . . 7 (𝑦 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) → (𝑦 ≼ ω ↔ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑥(ball‘𝐷)(1 / 𝑛))) ≼ ω))
83 rexeq 3316 . . . . . . . . 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 3186 . . . . . . 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 3577 . . . . 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 3155 . 2 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐽∃𝑦 ∈ 𝒫 𝐽(𝑦 ≼ ω ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ 𝑧))))
91 eqid 2761 . . 3 ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
9291is1stc2 23753 . 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 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  Vcvv 3451   ⊆ wss 3899  𝒫 cpw 4557  ∪ cuni 4867   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ran crn 5652  Oncon0 6361   Fn wfn 6532  –onto→wfo 6535  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  ωcom 7875   ≈ cen 8963   ≼ cdom 8964  cardccrd 10009  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194  ℝ*cxr 11335   < clt 11336   ≤ cle 11337   / cdiv 11966  ℕcn 12328  ℝ+crp 13113  ∞Metcxmet 21656  ballcbl 21658  MetOpencmopn 21661  Topctop 23204  1stωc1stc 23748
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8710  df-map 8842  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-sup 9427  df-inf 9428  df-card 10013  df-acn 10016  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-topgen 17607  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-top 23205  df-topon 23222  df-bases 23257  df-1stc 23750
This theorem is used by:  metelcls  25619  metcnp4  25624  metcn4  25625
  Copyright terms: Public domain W3C validator