MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  metss2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem metss2 24372
Description: If the metric 𝐷 is "strongly finer" than 𝐢 (meaning that there is a positive real constant 𝑅 such that 𝐢(π‘₯, 𝑦) ≀ 𝑅 Β· 𝐷(π‘₯, 𝑦)), then 𝐷 generates a finer topology. (Using this theorem twice in each direction states that if two metrics are strongly equivalent, then they generate the same topology.) (Contributed by Mario Carneiro, 14-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
metequiv.3 𝐽 = (MetOpenβ€˜πΆ)
metequiv.4 𝐾 = (MetOpenβ€˜π·)
metss2.1 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
metss2.2 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
metss2.3 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ+)
metss2.4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐢𝑦) ≀ (𝑅 Β· (π‘₯𝐷𝑦)))
Assertion
Ref Expression
metss2 (πœ‘ β†’ 𝐽 βŠ† 𝐾)
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑦,𝐢   π‘₯,𝐽,𝑦   π‘₯,𝐾,𝑦   𝑦,𝑅   π‘₯,𝐷,𝑦   πœ‘,π‘₯,𝑦   π‘₯,𝑋,𝑦
Allowed substitution hint:   𝑅(π‘₯)

Proof of Theorem metss2
Dummy variables 𝑠 π‘Ÿ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 484 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+) β†’ π‘Ÿ ∈ ℝ+)
2 metss2.3 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ ℝ+)
3 rpdivcl 13002 . . . . 5 ((π‘Ÿ ∈ ℝ+ ∧ 𝑅 ∈ ℝ+) β†’ (π‘Ÿ / 𝑅) ∈ ℝ+)
41, 2, 3syl2anr 596 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (π‘Ÿ / 𝑅) ∈ ℝ+)
5 metequiv.3 . . . . 5 𝐽 = (MetOpenβ€˜πΆ)
6 metequiv.4 . . . . 5 𝐾 = (MetOpenβ€˜π·)
7 metss2.1 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
8 metss2.2 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
9 metss2.4 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋)) β†’ (π‘₯𝐢𝑦) ≀ (𝑅 Β· (π‘₯𝐷𝑦)))
105, 6, 7, 8, 2, 9metss2lem 24371 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π·)(π‘Ÿ / 𝑅)) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ))
11 oveq2 7412 . . . . . 6 (𝑠 = (π‘Ÿ / 𝑅) β†’ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) = (π‘₯(ballβ€˜π·)(π‘Ÿ / 𝑅)))
1211sseq1d 4008 . . . . 5 (𝑠 = (π‘Ÿ / 𝑅) β†’ ((π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ) ↔ (π‘₯(ballβ€˜π·)(π‘Ÿ / 𝑅)) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ)))
1312rspcev 3606 . . . 4 (((π‘Ÿ / 𝑅) ∈ ℝ+ ∧ (π‘₯(ballβ€˜π·)(π‘Ÿ / 𝑅)) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ)) β†’ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ))
144, 10, 13syl2anc 583 . . 3 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ∧ π‘Ÿ ∈ ℝ+)) β†’ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ))
1514ralrimivva 3194 . 2 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ))
16 metxmet 24191 . . . 4 (𝐢 ∈ (Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
177, 16syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
18 metxmet 24191 . . . 4 (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
198, 18syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
205, 6metss 24368 . . 3 ((𝐢 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹) ∧ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹)) β†’ (𝐽 βŠ† 𝐾 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ)))
2117, 19, 20syl2anc 583 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐽 βŠ† 𝐾 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑋 βˆ€π‘Ÿ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘  ∈ ℝ+ (π‘₯(ballβ€˜π·)𝑠) βŠ† (π‘₯(ballβ€˜πΆ)π‘Ÿ)))
2215, 21mpbird 257 1 (πœ‘ β†’ 𝐽 βŠ† 𝐾)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3055  βˆƒwrex 3064   βŠ† wss 3943   class class class wbr 5141  β€˜cfv 6536  (class class class)co 7404   Β· cmul 11114   ≀ cle 11250   / cdiv 11872  β„+crp 12977  βˆžMetcxmet 21221  Metcmet 21222  ballcbl 21223  MetOpencmopn 21226
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-er 8702  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-div 11873  df-nn 12214  df-2 12276  df-n0 12474  df-z 12560  df-uz 12824  df-q 12934  df-rp 12978  df-xneg 13095  df-xadd 13096  df-xmul 13097  df-topgen 17396  df-psmet 21228  df-xmet 21229  df-met 21230  df-bl 21231  df-mopn 21232  df-bases 22800
This theorem is referenced by:  equivcmet  25196
  Copyright terms: Public domain W3C validator