Theorem prdsxms 24687

Description: The indexed product structure is an extended metric space when the index set is finite. (Although the extended metric is still valid when the index set is infinite, it no longer agrees with the product topology, which is not metrizable in any case.) (Contributed by Mario Carneiro, 28-Aug-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
prdsxms.y	⊢ 𝑌 = (𝑆Xs𝑅)

Assertion

Ref	Expression
prdsxms	⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑌 ∈ ∞MetSp)

Proof of Theorem prdsxms

Dummy variables 𝑔 𝑘 𝑥 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prdsxms.y	. . . 4 ⊢ 𝑌 = (𝑆Xs𝑅)
2		simp1 1154	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑆 ∈ 𝑊)
3		simp2 1155	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝐼 ∈ Fin)
4		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (dist‘𝑌) = (dist‘𝑌)
5		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
6		simp3 1156	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑅:𝐼⟶∞MetSp)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	prdsxmslem1 24685	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
8		ssid 3959	. . 3 ⊢ (Base‘𝑌) ⊆ (Base‘𝑌)
9		xmetres2 24518	. . 3 ⊢ (((dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) ∧ (Base‘𝑌) ⊆ (Base‘𝑌)) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
10	7, 8, 9	sylancl 597	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
11		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘𝑌) = (TopOpen‘𝑌)
12		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑅‘𝑘)) = (Base‘(𝑅‘𝑘))
13		eqid 2763	. . . 4 ⊢ ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘)))) = ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘))))
14		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘(𝑅‘𝑘)) = (TopOpen‘(𝑅‘𝑘))
15		eqid 2763	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ ∃𝑔((𝑔 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑔‘𝑘) ∈ ((TopOpen ∘ 𝑅)‘𝑘) ∧ ∃𝑧 ∈ Fin ∀𝑘 ∈ (𝐼 ∖ 𝑧)(𝑔‘𝑘) = ∪ ((TopOpen ∘ 𝑅)‘𝑘)) ∧ 𝑥 = X𝑘 ∈ 𝐼 (𝑔‘𝑘))} = {𝑥 ∣ ∃𝑔((𝑔 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑔‘𝑘) ∈ ((TopOpen ∘ 𝑅)‘𝑘) ∧ ∃𝑧 ∈ Fin ∀𝑘 ∈ (𝐼 ∖ 𝑧)(𝑔‘𝑘) = ∪ ((TopOpen ∘ 𝑅)‘𝑘)) ∧ 𝑥 = X𝑘 ∈ 𝐼 (𝑔‘𝑘))}
16	1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14, 15	prdsxmslem2 24686	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
17		xmetf 24486	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) → (dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ*)
18		ffn 6705	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ* → (dist‘𝑌) Fn ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
19		fnresdm 6654	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌) Fn ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = (dist‘𝑌))
20	7, 17, 18, 19	4syl 20	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = (dist‘𝑌))
21	20	fveq2d 6885	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
22	16, 21	eqtr4d 2801	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))))
23		eqid 2763	. . 3 ⊢ ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
24	11, 5, 23	isxms2 24605	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ ∞MetSp ↔ (((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) ∧ (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))))))
25	10, 22, 24	sylanbrc 594	1 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑌 ∈ ∞MetSp)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1809   ∈ wcel 2143  {cab 2741  ∀wral 3079  ∃wrex 3089   ∖ cdif 3902   ⊆ wss 3905  ∪ cuni 4872   × cxp 5659   ↾ cres 5663   ∘ ccom 5665   Fn wfn 6531  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Xcixp 8891  Fincfn 8939  ℝ^*cxr 11237  Basecbs 17264  distcds 17314  TopOpenctopn 17469  X_scprds 17493  ∞Metcxmet 21507  MetOpencmopn 21512  ∞MetSpcxms 24474

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-div 11867  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-q 12968  df-rp 13012  df-xneg 13132  df-xadd 13133  df-xmul 13134  df-icc 13374  df-fz 13531  df-struct 17202  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-ds 17327  df-hom 17329  df-cco 17330  df-rest 17470  df-topn 17471  df-topgen 17491  df-pt 17492  df-prds 17495  df-psmet 21514  df-xmet 21515  df-bl 21517  df-mopn 21518  df-top 23051  df-topon 23068  df-topsp 23090  df-bases 23103  df-xms 24477

This theorem is referenced by:  prdsms  24688  pwsxms  24689  xpsxms  24691