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

Theorem qdensere 23371
Description: is dense in the standard topology on . (Contributed by NM, 1-Mar-2007.)
Assertion
Ref Expression
qdensere ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ) = ℝ

Proof of Theorem qdensere
Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 retop 23363 . . 3 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
2 qssre 12351 . . 3 ℚ ⊆ ℝ
3 uniretop 23364 . . . 4 ℝ = (topGen‘ran (,))
43clsss3 21660 . . 3 (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ ℚ ⊆ ℝ) → ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ) ⊆ ℝ)
51, 2, 4mp2an 691 . 2 ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ) ⊆ ℝ
6 ioof 12830 . . . . . . 7 (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
7 ffn 6502 . . . . . . 7 ((,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ → (,) Fn (ℝ* × ℝ*))
8 ovelrn 7314 . . . . . . 7 ((,) Fn (ℝ* × ℝ*) → (𝑦 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ* 𝑦 = (𝑧(,)𝑤)))
96, 7, 8mp2b 10 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ* 𝑦 = (𝑧(,)𝑤))
10 elioo3g 12760 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ↔ ((𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ*𝑥 ∈ ℝ*) ∧ (𝑧 < 𝑥𝑥 < 𝑤)))
1110simplbi 501 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → (𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ*𝑥 ∈ ℝ*))
1211simp1d 1139 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑧 ∈ ℝ*)
1312ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑧 ∈ ℝ*)
1411simp2d 1140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑤 ∈ ℝ*)
1514ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑤 ∈ ℝ*)
16 qre 12346 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ ℚ → 𝑦 ∈ ℝ)
1716ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑦 ∈ ℝ)
1817rexrd 10683 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
1913, 15, 183jca 1125 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → (𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*))
20 simpr 488 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤))
21 elioo3g 12760 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (𝑧(,)𝑤) ↔ ((𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)))
2219, 20, 21sylanbrc 586 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑦 ∈ (𝑧(,)𝑤))
23 simplr 768 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → 𝑦 ∈ ℚ)
24 inelcm 4396 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) → ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ) ≠ ∅)
2522, 23, 24syl2anc 587 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) ∧ 𝑦 ∈ ℚ) ∧ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤)) → ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ) ≠ ∅)
2611simp3d 1141 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑥 ∈ ℝ*)
27 eliooord 12789 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → (𝑧 < 𝑥𝑥 < 𝑤))
2827simpld 498 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑧 < 𝑥)
2927simprd 499 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑥 < 𝑤)
3012, 26, 14, 28, 29xrlttrd 12545 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → 𝑧 < 𝑤)
31 qbtwnxr 12586 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ*𝑧 < 𝑤) → ∃𝑦 ∈ ℚ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤))
3212, 14, 30, 31syl3anc 1368 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → ∃𝑦 ∈ ℚ (𝑧 < 𝑦𝑦 < 𝑤))
3325, 32r19.29a 3282 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ) ≠ ∅)
3433a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤) → ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ) ≠ ∅))
35 eleq2 2904 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑥𝑦𝑥 ∈ (𝑧(,)𝑤)))
36 ineq1 4165 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑦 ∩ ℚ) = ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ))
3736neeq1d 3073 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → ((𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅ ↔ ((𝑧(,)𝑤) ∩ ℚ) ≠ ∅))
3834, 35, 373imtr4d 297 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅))
3938rexlimivw 3275 . . . . . . 7 (∃𝑤 ∈ ℝ* 𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅))
4039rexlimivw 3275 . . . . . 6 (∃𝑧 ∈ ℝ*𝑤 ∈ ℝ* 𝑦 = (𝑧(,)𝑤) → (𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅))
419, 40sylbi 220 . . . . 5 (𝑦 ∈ ran (,) → (𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅))
4241rgen 3143 . . . 4 𝑦 ∈ ran (,)(𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅)
43 eqidd 2825 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → (topGen‘ran (,)) = (topGen‘ran (,)))
443a1i 11 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → ℝ = (topGen‘ran (,)))
45 retopbas 23362 . . . . . 6 ran (,) ∈ TopBases
4645a1i 11 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → ran (,) ∈ TopBases)
472a1i 11 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → ℚ ⊆ ℝ)
48 id 22 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ)
4943, 44, 46, 47, 48elcls3 21684 . . . 4 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ) ↔ ∀𝑦 ∈ ran (,)(𝑥𝑦 → (𝑦 ∩ ℚ) ≠ ∅)))
5042, 49mpbiri 261 . . 3 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ))
5150ssriv 3956 . 2 ℝ ⊆ ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ)
525, 51eqssi 3968 1 ((cls‘(topGen‘ran (,)))‘ℚ) = ℝ
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115  wne 3014  wral 3133  wrex 3134  cin 3918  wss 3919  c0 4275  𝒫 cpw 4521   cuni 4824   class class class wbr 5052   × cxp 5540  ran crn 5543   Fn wfn 6338  wf 6339  cfv 6343  (class class class)co 7145  cr 10528  *cxr 10666   < clt 10667  cq 12341  (,)cioo 12731  topGenctg 16707  Topctop 21494  TopBasesctb 21546  clsccl 21619
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 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7451  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4276  df-if 4450  df-pw 4523  df-sn 4550  df-pr 4552  df-tp 4554  df-op 4556  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-iin 4908  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-om 7571  df-1st 7679  df-2nd 7680  df-wrecs 7937  df-recs 7998  df-rdg 8036  df-er 8279  df-en 8500  df-dom 8501  df-sdom 8502  df-sup 8897  df-inf 8898  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-n0 11891  df-z 11975  df-uz 12237  df-q 12342  df-ioo 12735  df-topgen 16713  df-top 21495  df-bases 21547  df-cld 21620  df-ntr 21621  df-cls 21622
This theorem is referenced by:  qdensere2  23398  resscdrg  23958  ipasslem8  28616  rrhcn  31263  rrhre  31287
  Copyright terms: Public domain W3C validator