Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  qndenserrn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem qndenserrn 45750
Description: n-dimensional rational numbers are dense in the space of n-dimensional real numbers, with respect to the n-dimensional standard topology. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
qndenserrn.i (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ Fin)
qndenserrn.j 𝐽 = (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
Assertion
Ref Expression
qndenserrn (πœ‘ β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) = (ℝ ↑m 𝐼))

Proof of Theorem qndenserrn
Dummy variables 𝑣 π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qndenserrn.i . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ Fin)
2 qndenserrn.j . . . . . 6 𝐽 = (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
32rrxtop 45740 . . . . 5 (𝐼 ∈ Fin β†’ 𝐽 ∈ Top)
41, 3syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ Top)
5 reex 11229 . . . . . . 7 ℝ ∈ V
6 qssre 12973 . . . . . . 7 β„š βŠ† ℝ
7 mapss 8906 . . . . . . 7 ((ℝ ∈ V ∧ β„š βŠ† ℝ) β†’ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† (ℝ ↑m 𝐼))
85, 6, 7mp2an 690 . . . . . 6 (β„š ↑m 𝐼) βŠ† (ℝ ↑m 𝐼)
98a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† (ℝ ↑m 𝐼))
10 eqid 2725 . . . . . . . 8 (ℝ^β€˜πΌ) = (ℝ^β€˜πΌ)
11 eqid 2725 . . . . . . . 8 (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
121, 10, 11rrxbasefi 25356 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (ℝ ↑m 𝐼))
1312eqcomd 2731 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (ℝ ↑m 𝐼) = (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
14 rrxtps 45737 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ Fin β†’ (ℝ^β€˜πΌ) ∈ TopSp)
15 eqid 2725 . . . . . . . 8 (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
1611, 15tpsuni 22856 . . . . . . 7 ((ℝ^β€˜πΌ) ∈ TopSp β†’ (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = βˆͺ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
171, 14, 163syl 18 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = βˆͺ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
182unieqi 4915 . . . . . . . 8 βˆͺ 𝐽 = βˆͺ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
1918eqcomi 2734 . . . . . . 7 βˆͺ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = βˆͺ 𝐽
2019a1i 11 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ βˆͺ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = βˆͺ 𝐽)
2113, 17, 203eqtrd 2769 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (ℝ ↑m 𝐼) = βˆͺ 𝐽)
229, 21sseqtrd 4013 . . . 4 (πœ‘ β†’ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† βˆͺ 𝐽)
23 eqid 2725 . . . . 5 βˆͺ 𝐽 = βˆͺ 𝐽
2423clsss3 22981 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† βˆͺ 𝐽) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) βŠ† βˆͺ 𝐽)
254, 22, 24syl2anc 582 . . 3 (πœ‘ β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) βŠ† βˆͺ 𝐽)
2621eqcomd 2731 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆͺ 𝐽 = (ℝ ↑m 𝐼))
2725, 26sseqtrd 4013 . 2 (πœ‘ β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) βŠ† (ℝ ↑m 𝐼))
281ad2antrr 724 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ 𝐼 ∈ Fin)
29 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 ∈ 𝐽 β†’ 𝑣 ∈ 𝐽)
3029, 2eleqtrdi 2835 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 ∈ 𝐽 β†’ 𝑣 ∈ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
3130ad2antlr 725 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ 𝑣 ∈ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
32 ne0i 4330 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ 𝑣 β‰  βˆ…)
3332adantl 480 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ 𝑣 β‰  βˆ…)
3428, 15, 31, 33qndenserrnopn 45749 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑣)
35 df-rex 3061 . . . . . . . . 9 (βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑣 ↔ βˆƒπ‘¦(𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣))
3634, 35sylib 217 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ βˆƒπ‘¦(𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣))
37 simpr 483 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣) β†’ 𝑦 ∈ 𝑣)
38 simpl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣) β†’ 𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼))
3937, 38elind 4188 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣) β†’ 𝑦 ∈ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)))
4039a1i 11 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ ((𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣) β†’ 𝑦 ∈ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼))))
4140eximdv 1912 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ (βˆƒπ‘¦(𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼) ∧ 𝑦 ∈ 𝑣) β†’ βˆƒπ‘¦ 𝑦 ∈ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼))))
4236, 41mpd 15 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ βˆƒπ‘¦ 𝑦 ∈ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)))
43 n0 4342 . . . . . . 7 ((𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ… ↔ βˆƒπ‘¦ 𝑦 ∈ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)))
4442, 43sylibr 233 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ π‘₯ ∈ 𝑣) β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…)
4544ex 411 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…))
4645adantlr 713 . . . 4 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…))
4746ralrimiva 3136 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ βˆ€π‘£ ∈ 𝐽 (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…))
484adantr 479 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ 𝐽 ∈ Top)
4922adantr 479 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† βˆͺ 𝐽)
50 simpr 483 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
5121adantr 479 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ (ℝ ↑m 𝐼) = βˆͺ 𝐽)
5250, 51eleqtrd 2827 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐽)
5323elcls 22995 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (β„š ↑m 𝐼) βŠ† βˆͺ 𝐽 ∧ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) ↔ βˆ€π‘£ ∈ 𝐽 (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…)))
5448, 49, 52, 53syl3anc 1368 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) ↔ βˆ€π‘£ ∈ 𝐽 (π‘₯ ∈ 𝑣 β†’ (𝑣 ∩ (β„š ↑m 𝐼)) β‰  βˆ…)))
5547, 54mpbird 256 . 2 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (ℝ ↑m 𝐼)) β†’ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)))
5627, 55eqelssd 3994 1 (πœ‘ β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜(β„š ↑m 𝐼)) = (ℝ ↑m 𝐼))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533  βˆƒwex 1773   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930  βˆ€wral 3051  βˆƒwrex 3060  Vcvv 3463   ∩ cin 3938   βŠ† wss 3939  βˆ…c0 4318  βˆͺ cuni 4903  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7416   ↑m cmap 8843  Fincfn 8962  β„cr 11137  β„šcq 12962  Basecbs 17179  TopOpenctopn 17402  Topctop 22813  TopSpctps 22852  clsccl 22940  β„^crrx 25329
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 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7738  ax-inf2 9664  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216  ax-addf 11217  ax-mulf 11218
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  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 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-pss 3959  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7682  df-om 7869  df-1st 7991  df-2nd 7992  df-supp 8164  df-tpos 8230  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-ixp 8915  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-inf 9466  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-q 12963  df-rp 13007  df-xneg 13124  df-xadd 13125  df-xmul 13126  df-ioo 13360  df-ico 13362  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-seq 13999  df-exp 14059  df-hash 14322  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-clim 15464  df-sum 15665  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-starv 17247  df-sca 17248  df-vsca 17249  df-ip 17250  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-unif 17255  df-hom 17256  df-cco 17257  df-rest 17403  df-topn 17404  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-topgen 17424  df-prds 17428  df-pws 17430  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18739  df-submnd 18740  df-grp 18897  df-minusg 18898  df-sbg 18899  df-subg 19082  df-ghm 19172  df-cntz 19272  df-cmn 19741  df-abl 19742  df-mgp 20079  df-rng 20097  df-ur 20126  df-ring 20179  df-cring 20180  df-oppr 20277  df-dvdsr 20300  df-unit 20301  df-invr 20331  df-dvr 20344  df-rhm 20415  df-subrng 20487  df-subrg 20512  df-drng 20630  df-field 20631  df-abv 20701  df-staf 20729  df-srng 20730  df-lmod 20749  df-lss 20820  df-lmhm 20911  df-lvec 20992  df-sra 21062  df-rgmod 21063  df-psmet 21275  df-xmet 21276  df-met 21277  df-bl 21278  df-mopn 21279  df-cnfld 21284  df-refld 21541  df-phl 21562  df-dsmm 21670  df-frlm 21685  df-top 22814  df-topon 22831  df-topsp 22853  df-bases 22867  df-cld 22941  df-ntr 22942  df-cls 22943  df-xms 24244  df-ms 24245  df-nm 24509  df-ngp 24510  df-tng 24511  df-nrg 24512  df-nlm 24513  df-clm 25008  df-cph 25114  df-tcph 25115  df-rrx 25331
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator