Theorem prdsxms 24656

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 1152	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑆 ∈ 𝑊)
3		simp2 1153	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝐼 ∈ Fin)
4		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (dist‘𝑌) = (dist‘𝑌)
5		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
6		simp3 1154	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → 𝑅:𝐼⟶∞MetSp)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	prdsxmslem1 24654	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)))
8		ssid 3967	. . 3 ⊢ (Base‘𝑌) ⊆ (Base‘𝑌)
9		xmetres2 24487	. . 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 2769	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘𝑌) = (TopOpen‘𝑌)
12		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑅‘𝑘)) = (Base‘(𝑅‘𝑘))
13		eqid 2769	. . . 4 ⊢ ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘)))) = ((dist‘(𝑅‘𝑘)) ↾ ((Base‘(𝑅‘𝑘)) × (Base‘(𝑅‘𝑘))))
14		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (TopOpen‘(𝑅‘𝑘)) = (TopOpen‘(𝑅‘𝑘))
15		eqid 2769	. . . 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 24655	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
17		xmetf 24455	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌) ∈ (∞Met‘(Base‘𝑌)) → (dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ*)
18		ffn 6706	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝑌):((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))⟶ℝ* → (dist‘𝑌) Fn ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
19		fnresdm 6655	. . . . 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 6886	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))) = (MetOpen‘(dist‘𝑌)))
22	16, 21	eqtr4d 2807	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝑊 ∧ 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅:𝐼⟶∞MetSp) → (TopOpen‘𝑌) = (MetOpen‘((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))))
23		eqid 2769	. . 3 ⊢ ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌))) = ((dist‘𝑌) ↾ ((Base‘𝑌) × (Base‘𝑌)))
24	11, 5, 23	isxms2 24574	. 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 1101   = wceq 1567  ∃wex 1806   ∈ wcel 2149  {cab 2747  ∀wral 3085  ∃wrex 3095   ∖ cdif 3910   ⊆ wss 3913  ∪ cuni 4876   × cxp 5660   ↾ cres 5664   ∘ ccom 5666   Fn wfn 6532  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411  Xcixp 8895  Fincfn 8943  ℝ^*cxr 11242  Basecbs 17269  distcds 17319  TopOpenctopn 17474  X_scprds 17498  ∞Metcxmet 21476  MetOpencmopn 21481  ∞MetSpcxms 24443

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-pre-sup 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  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-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-2o 8454  df-er 8694  df-map 8826  df-ixp 8896  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fi 9371  df-sup 9402  df-inf 9403  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12505  df-z 12592  df-dec 12712  df-uz 12863  df-q 12973  df-rp 13017  df-xneg 13137  df-xadd 13138  df-xmul 13139  df-icc 13379  df-fz 13536  df-struct 17207  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-plusg 17323  df-mulr 17324  df-sca 17326  df-vsca 17327  df-ip 17328  df-tset 17329  df-ple 17330  df-ds 17332  df-hom 17334  df-cco 17335  df-rest 17475  df-topn 17476  df-topgen 17496  df-pt 17497  df-prds 17500  df-psmet 21483  df-xmet 21484  df-bl 21486  df-mopn 21487  df-top 23020  df-topon 23037  df-topsp 23059  df-bases 23072  df-xms 24446

This theorem is referenced by:  prdsms  24657  pwsxms  24658  xpsxms  24660