Theorem prdsxms 24259

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 1134	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑆 ∈ 𝑊)
3		simp2 1135	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝐼 ∈ Fin)
4		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (dist‘𝑌) = (dist‘𝑌)
5		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
6		simp3 1136	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑅:𝐼⟶∞MetSp)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	prdsxmslem1 24257	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
8		ssid 4003	. . 3 ⊢ (Base‘𝑌) ⊆ (Base‘𝑌)
9		xmetres2 24087	. . 3 ⊢ (((dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) ∧ (Base‘𝑌) ⊆ (Base‘𝑌)) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
10	7, 8, 9	sylancl 584	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
11		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘𝑌) = (TopOpen‘𝑌)
12		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑅‘𝑘)) = (Base‘(𝑅‘𝑘))
13		eqid 2730	. . . 4 ⊢ ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘)))) = ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘))))
14		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘(𝑅‘𝑘)) = (TopOpen‘(𝑅‘𝑘))
15		eqid 2730	. . . 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 24258	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
17		xmetf 24055	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) → (dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ*)
18		ffn 6716	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ* → (dist‘𝑌) Fn ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
19		fnresdm 6668	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌) Fn ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = (dist‘𝑌))
20	7, 17, 18, 19	4syl 19	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = (dist‘𝑌))
21	20	fveq2d 6894	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
22	16, 21	eqtr4d 2773	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))))
23		eqid 2730	. . 3 ⊢ ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
24	11, 5, 23	isxms2 24174	. 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 581	1 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑌 ∈ ∞MetSp)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539  ∃wex 1779   ∈ wcel 2104  {cab 2707  ∀wral 3059  ∃wrex 3068   ∖ cdif 3944   ⊆ wss 3947  ∪ cuni 4907   × cxp 5673   ↾ cres 5677   ∘ ccom 5679   Fn wfn 6537  ⟶wf 6538  ‘cfv 6542  (class class class)co 7411  Xcixp 8893  Fincfn 8941  ℝ^*cxr 11251  Basecbs 17148  distcds 17210  TopOpenctopn 17371  X_scprds 17395  ∞Metcxmet 21129  MetOpencmopn 21134  ∞MetSpcxms 24043

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  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 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  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-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fi 9408  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-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12979  df-xneg 13096  df-xadd 13097  df-xmul 13098  df-icc 13335  df-fz 13489  df-struct 17084  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-plusg 17214  df-mulr 17215  df-sca 17217  df-vsca 17218  df-ip 17219  df-tset 17220  df-ple 17221  df-ds 17223  df-hom 17225  df-cco 17226  df-rest 17372  df-topn 17373  df-topgen 17393  df-pt 17394  df-prds 17397  df-psmet 21136  df-xmet 21137  df-bl 21139  df-mopn 21140  df-top 22616  df-topon 22633  df-topsp 22655  df-bases 22669  df-xms 24046

This theorem is referenced by:  prdsms  24260  pwsxms  24261  xpsxms  24263