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

Theorem qndenserrnbl 41432
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
qndenserrnbl.i (𝜑𝐼 ∈ Fin)
qndenserrnbl.x (𝜑𝑋 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼))
qndenserrnbl.d 𝐷 = (dist‘(ℝ^‘𝐼))
qndenserrnbl.e (𝜑𝐸 ∈ ℝ+)
Assertion
Ref Expression
qndenserrnbl (𝜑 → ∃𝑦 ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐷   𝑦,𝐸   𝑦,𝐼   𝑦,𝑋   𝜑,𝑦

Proof of Theorem qndenserrnbl
StepHypRef Expression
1 0ex 5026 . . . . . 6 ∅ ∈ V
21snid 4429 . . . . 5 ∅ ∈ {∅}
32a1i 11 . . . 4 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ ∈ {∅})
4 oveq2 6930 . . . . . 6 (𝐼 = ∅ → (ℚ ↑𝑚 𝐼) = (ℚ ↑𝑚 ∅))
5 qex 12108 . . . . . . . 8 ℚ ∈ V
6 mapdm0 8155 . . . . . . . 8 (ℚ ∈ V → (ℚ ↑𝑚 ∅) = {∅})
75, 6ax-mp 5 . . . . . . 7 (ℚ ↑𝑚 ∅) = {∅}
87a1i 11 . . . . . 6 (𝐼 = ∅ → (ℚ ↑𝑚 ∅) = {∅})
94, 8eqtr2d 2814 . . . . 5 (𝐼 = ∅ → {∅} = (ℚ ↑𝑚 𝐼))
109adantl 475 . . . 4 ((𝜑𝐼 = ∅) → {∅} = (ℚ ↑𝑚 𝐼))
113, 10eleqtrd 2860 . . 3 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼))
12 qndenserrnbl.i . . . . . . . 8 (𝜑𝐼 ∈ Fin)
13 qndenserrnbl.d . . . . . . . . 9 𝐷 = (dist‘(ℝ^‘𝐼))
1413rrxmetfi 23618 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ Fin → 𝐷 ∈ (Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)))
1512, 14syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ (Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)))
16 metxmet 22547 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)) → 𝐷 ∈ (∞Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)))
1715, 16syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐷 ∈ (∞Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)))
1817adantr 474 . . . . 5 ((𝜑𝐼 = ∅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)))
19 qndenserrnbl.x . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼))
2019adantr 474 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐼 = ∅) → 𝑋 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼))
21 oveq2 6930 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 = ∅ → (ℝ ↑𝑚 𝐼) = (ℝ ↑𝑚 ∅))
22 reex 10363 . . . . . . . . . . . . 13 ℝ ∈ V
23 mapdm0 8155 . . . . . . . . . . . . 13 (ℝ ∈ V → (ℝ ↑𝑚 ∅) = {∅})
2422, 23ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℝ ↑𝑚 ∅) = {∅}
2524a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 = ∅ → (ℝ ↑𝑚 ∅) = {∅})
2621, 25eqtrd 2813 . . . . . . . . . 10 (𝐼 = ∅ → (ℝ ↑𝑚 𝐼) = {∅})
2726adantl 475 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐼 = ∅) → (ℝ ↑𝑚 𝐼) = {∅})
2820, 27eleqtrd 2860 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐼 = ∅) → 𝑋 ∈ {∅})
29 elsng 4411 . . . . . . . . . 10 (𝑋 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼) → (𝑋 ∈ {∅} ↔ 𝑋 = ∅))
3019, 29syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 ∈ {∅} ↔ 𝑋 = ∅))
3130adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐼 = ∅) → (𝑋 ∈ {∅} ↔ 𝑋 = ∅))
3228, 31mpbid 224 . . . . . . 7 ((𝜑𝐼 = ∅) → 𝑋 = ∅)
3332eqcomd 2783 . . . . . 6 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ = 𝑋)
3433, 20eqeltrd 2858 . . . . 5 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼))
35 qndenserrnbl.e . . . . . . . 8 (𝜑𝐸 ∈ ℝ+)
3635rpxrd 12182 . . . . . . 7 (𝜑𝐸 ∈ ℝ*)
3735rpgt0d 12184 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 𝐸)
3836, 37jca 507 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝐸))
3938adantr 474 . . . . 5 ((𝜑𝐼 = ∅) → (𝐸 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝐸))
40 xblcntr 22624 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘(ℝ ↑𝑚 𝐼)) ∧ ∅ ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼) ∧ (𝐸 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝐸)) → ∅ ∈ (∅(ball‘𝐷)𝐸))
4118, 34, 39, 40syl3anc 1439 . . . 4 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ ∈ (∅(ball‘𝐷)𝐸))
4233oveq1d 6937 . . . 4 ((𝜑𝐼 = ∅) → (∅(ball‘𝐷)𝐸) = (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
4341, 42eleqtrd 2860 . . 3 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∅ ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
44 eleq1 2846 . . . 4 (𝑦 = ∅ → (𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸) ↔ ∅ ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸)))
4544rspcev 3510 . . 3 ((∅ ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼) ∧ ∅ ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸)) → ∃𝑦 ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
4611, 43, 45syl2anc 579 . 2 ((𝜑𝐼 = ∅) → ∃𝑦 ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
4712adantr 474 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐼 = ∅) → 𝐼 ∈ Fin)
48 neqne 2976 . . . 4 𝐼 = ∅ → 𝐼 ≠ ∅)
4948adantl 475 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐼 = ∅) → 𝐼 ≠ ∅)
5019adantr 474 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐼 = ∅) → 𝑋 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝐼))
5135adantr 474 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐼 = ∅) → 𝐸 ∈ ℝ+)
5247, 49, 50, 13, 51qndenserrnbllem 41431 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐼 = ∅) → ∃𝑦 ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
5346, 52pm2.61dan 803 1 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ (ℚ ↑𝑚 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ball‘𝐷)𝐸))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 198  wa 386   = wceq 1601  wcel 2106  wne 2968  wrex 3090  Vcvv 3397  c0 4140  {csn 4397   class class class wbr 4886  cfv 6135  (class class class)co 6922  𝑚 cmap 8140  Fincfn 8241  cr 10271  0cc0 10272  *cxr 10410   < clt 10411  cq 12095  +crp 12137  distcds 16347  ∞Metcxmet 20127  Metcmet 20128  ballcbl 20129  ℝ^crrx 23589
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2054  ax-8 2108  ax-9 2115  ax-10 2134  ax-11 2149  ax-12 2162  ax-13 2333  ax-ext 2753  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-inf2 8835  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349  ax-pre-sup 10350  ax-addf 10351  ax-mulf 10352
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-fal 1615  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2550  df-eu 2586  df-clab 2763  df-cleq 2769  df-clel 2773  df-nfc 2920  df-ne 2969  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3399  df-sbc 3652  df-csb 3751  df-dif 3794  df-un 3796  df-in 3798  df-ss 3805  df-pss 3807  df-nul 4141  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-se 5315  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-isom 6144  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-of 7174  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-supp 7577  df-tpos 7634  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-oadd 7847  df-er 8026  df-map 8142  df-ixp 8195  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-fin 8245  df-fsupp 8564  df-sup 8636  df-inf 8637  df-oi 8704  df-card 9098  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-div 11033  df-nn 11375  df-2 11438  df-3 11439  df-4 11440  df-5 11441  df-6 11442  df-7 11443  df-8 11444  df-9 11445  df-n0 11643  df-z 11729  df-dec 11846  df-uz 11993  df-q 12096  df-rp 12138  df-xadd 12258  df-ioo 12491  df-ico 12493  df-fz 12644  df-fzo 12785  df-seq 13120  df-exp 13179  df-hash 13436  df-cj 14246  df-re 14247  df-im 14248  df-sqrt 14382  df-abs 14383  df-clim 14627  df-sum 14825  df-struct 16257  df-ndx 16258  df-slot 16259  df-base 16261  df-sets 16262  df-ress 16263  df-plusg 16351  df-mulr 16352  df-starv 16353  df-sca 16354  df-vsca 16355  df-ip 16356  df-tset 16357  df-ple 16358  df-ds 16360  df-unif 16361  df-hom 16362  df-cco 16363  df-0g 16488  df-gsum 16489  df-prds 16494  df-pws 16496  df-mgm 17628  df-sgrp 17670  df-mnd 17681  df-mhm 17721  df-grp 17812  df-minusg 17813  df-sbg 17814  df-subg 17975  df-ghm 18042  df-cntz 18133  df-cmn 18581  df-abl 18582  df-mgp 18877  df-ur 18889  df-ring 18936  df-cring 18937  df-oppr 19010  df-dvdsr 19028  df-unit 19029  df-invr 19059  df-dvr 19070  df-rnghom 19104  df-drng 19141  df-field 19142  df-subrg 19170  df-staf 19237  df-srng 19238  df-lmod 19257  df-lss 19325  df-sra 19569  df-rgmod 19570  df-psmet 20134  df-xmet 20135  df-met 20136  df-bl 20137  df-cnfld 20143  df-refld 20348  df-dsmm 20475  df-frlm 20490  df-nm 22795  df-tng 22797  df-tcph 23376  df-rrx 23591
This theorem is referenced by:  qndenserrnopnlem  41434
  Copyright terms: Public domain W3C validator