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

Theorem metnrm 24598
Description: A metric space is normal. (Contributed by Jeff Hankins, 31-Aug-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 30-Sep-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
metnrm.j 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
Assertion
Ref Expression
metnrm (𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐽 ∈ Nrm)

Proof of Theorem metnrm
Dummy variables 𝑑 𝑠 𝑒 𝑣 𝑀 π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 metnrm.j . . 3 𝐽 = (MetOpenβ€˜π·)
21mopntop 24166 . 2 (𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐽 ∈ Top)
3 eqid 2732 . . . . 5 (𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < )) = (𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))
4 simp1 1136 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½)) ∧ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…) β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
5 simp2l 1199 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½)) ∧ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…) β†’ π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½))
6 simp2r 1200 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½)) ∧ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…) β†’ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½))
7 simp3 1138 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½)) ∧ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…) β†’ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…)
8 eqid 2732 . . . . 5 βˆͺ 𝑠 ∈ 𝑦 (𝑠(ballβ€˜π·)(if(1 ≀ ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘ ), 1, ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘ )) / 2)) = βˆͺ 𝑠 ∈ 𝑦 (𝑠(ballβ€˜π·)(if(1 ≀ ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘ ), 1, ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ π‘₯ ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘ )) / 2))
9 eqid 2732 . . . . 5 (𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < )) = (𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))
10 eqid 2732 . . . . 5 βˆͺ 𝑑 ∈ π‘₯ (𝑑(ballβ€˜π·)(if(1 ≀ ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘‘), 1, ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘‘)) / 2)) = βˆͺ 𝑑 ∈ π‘₯ (𝑑(ballβ€˜π·)(if(1 ≀ ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘‘), 1, ((𝑒 ∈ 𝑋 ↦ inf(ran (𝑣 ∈ 𝑦 ↦ (𝑒𝐷𝑣)), ℝ*, < ))β€˜π‘‘)) / 2))
113, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10metnrmlem3 24597 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½)) ∧ (π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ…) β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐽 βˆƒπ‘€ ∈ 𝐽 (π‘₯ βŠ† 𝑧 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑀 ∧ (𝑧 ∩ 𝑀) = βˆ…))
12113expia 1121 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ (π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½) ∧ 𝑦 ∈ (Clsdβ€˜π½))) β†’ ((π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ… β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐽 βˆƒπ‘€ ∈ 𝐽 (π‘₯ βŠ† 𝑧 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑀 ∧ (𝑧 ∩ 𝑀) = βˆ…)))
1312ralrimivva 3200 . 2 (𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½)βˆ€π‘¦ ∈ (Clsdβ€˜π½)((π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ… β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐽 βˆƒπ‘€ ∈ 𝐽 (π‘₯ βŠ† 𝑧 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑀 ∧ (𝑧 ∩ 𝑀) = βˆ…)))
14 isnrm3 23083 . 2 (𝐽 ∈ Nrm ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (Clsdβ€˜π½)βˆ€π‘¦ ∈ (Clsdβ€˜π½)((π‘₯ ∩ 𝑦) = βˆ… β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐽 βˆƒπ‘€ ∈ 𝐽 (π‘₯ βŠ† 𝑧 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑀 ∧ (𝑧 ∩ 𝑀) = βˆ…))))
152, 13, 14sylanbrc 583 1 (𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐽 ∈ Nrm)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  ifcif 4528  βˆͺ ciun 4997   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  ran crn 5677  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  infcinf 9438  1c1 11113  β„*cxr 11251   < clt 11252   ≀ cle 11253   / cdiv 11875  2c2 12271  βˆžMetcxmet 21129  ballcbl 21131  MetOpencmopn 21134  Topctop 22615  Clsdccld 22740  Nrmcnrm 23034
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-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-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-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-ec 8707  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12979  df-xneg 13096  df-xadd 13097  df-xmul 13098  df-icc 13335  df-topgen 17393  df-psmet 21136  df-xmet 21137  df-bl 21139  df-mopn 21140  df-top 22616  df-topon 22633  df-bases 22669  df-cld 22743  df-ntr 22744  df-cls 22745  df-nrm 23041
This theorem is referenced by:  metreg  24599
  Copyright terms: Public domain W3C validator