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

Theorem qndenserrnopnlem 45312
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
qndenserrnopnlem.i (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ Fin)
qndenserrnopnlem.j 𝐽 = (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
qndenserrnopnlem.v (πœ‘ β†’ 𝑉 ∈ 𝐽)
qndenserrnopnlem.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
qndenserrnopnlem.d 𝐷 = (distβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
Assertion
Ref Expression
qndenserrnopnlem (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉)
Distinct variable groups:   𝑦,𝐷   𝑦,𝐼   𝑦,𝑉   𝑦,𝑋   πœ‘,𝑦
Allowed substitution hint:   𝐽(𝑦)

Proof of Theorem qndenserrnopnlem
Dummy variables 𝑒 𝑓 𝑔 π‘˜ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qndenserrnopnlem.i . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ Fin)
2 qndenserrnopnlem.d . . . . . 6 𝐷 = (distβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
32rrxmetfi 25161 . . . . 5 (𝐼 ∈ Fin β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
41, 3syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
5 metxmet 24061 . . . 4 (𝐷 ∈ (Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)) β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
64, 5syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
7 qndenserrnopnlem.v . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑉 ∈ 𝐽)
8 qndenserrnopnlem.j . . . . 5 𝐽 = (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
97, 8eleqtrdi 2842 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑉 ∈ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
101rrxtopnfi 45302 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (MetOpenβ€˜(𝑓 ∈ (ℝ ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↦ (βˆšβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ 𝐼 (((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’ (π‘”β€˜π‘˜))↑2)))))
112a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐷 = (distβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)))
12 eqid 2731 . . . . . . . . 9 (ℝ^β€˜πΌ) = (ℝ^β€˜πΌ)
13 eqid 2731 . . . . . . . . 9 (ℝ ↑m 𝐼) = (ℝ ↑m 𝐼)
1412, 13rrxdsfi 25160 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ Fin β†’ (distβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (𝑓 ∈ (ℝ ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↦ (βˆšβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ 𝐼 (((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’ (π‘”β€˜π‘˜))↑2))))
151, 14syl 17 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (distβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (𝑓 ∈ (ℝ ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↦ (βˆšβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ 𝐼 (((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’ (π‘”β€˜π‘˜))↑2))))
1611, 15eqtr2d 2772 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑓 ∈ (ℝ ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↦ (βˆšβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ 𝐼 (((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’ (π‘”β€˜π‘˜))↑2))) = 𝐷)
1716fveq2d 6895 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (MetOpenβ€˜(𝑓 ∈ (ℝ ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↦ (βˆšβ€˜Ξ£π‘˜ ∈ 𝐼 (((π‘“β€˜π‘˜) βˆ’ (π‘”β€˜π‘˜))↑2)))) = (MetOpenβ€˜π·))
1810, 17eqtrd 2771 . . . 4 (πœ‘ β†’ (TopOpenβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (MetOpenβ€˜π·))
199, 18eleqtrd 2834 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑉 ∈ (MetOpenβ€˜π·))
20 qndenserrnopnlem.x . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ 𝑉)
21 eqid 2731 . . . 4 (MetOpenβ€˜π·) = (MetOpenβ€˜π·)
2221mopni2 24223 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Metβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)) ∧ 𝑉 ∈ (MetOpenβ€˜π·) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) β†’ βˆƒπ‘’ ∈ ℝ+ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉)
236, 19, 20, 22syl3anc 1370 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘’ ∈ ℝ+ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉)
2413ad2ant1 1132 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ 𝐼 ∈ Fin)
25 rrxtps 45301 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ Fin β†’ (ℝ^β€˜πΌ) ∈ TopSp)
261, 25syl 17 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (ℝ^β€˜πΌ) ∈ TopSp)
27 eqid 2731 . . . . . . . . . . . 12 (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))
2827, 8istps 22657 . . . . . . . . . . 11 ((ℝ^β€˜πΌ) ∈ TopSp ↔ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜(Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))))
2926, 28sylib 217 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜(Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))))
301, 12, 27rrxbasefi 25159 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ)) = (ℝ ↑m 𝐼))
3130fveq2d 6895 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (TopOnβ€˜(Baseβ€˜(ℝ^β€˜πΌ))) = (TopOnβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
3229, 31eleqtrd 2834 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)))
33 toponss 22650 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜(ℝ ↑m 𝐼)) ∧ 𝑉 ∈ 𝐽) β†’ 𝑉 βŠ† (ℝ ↑m 𝐼))
3432, 7, 33syl2anc 583 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑉 βŠ† (ℝ ↑m 𝐼))
3534, 20sseldd 3983 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
36353ad2ant1 1132 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ 𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
37 simp2 1136 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ 𝑒 ∈ ℝ+)
3824, 36, 2, 37qndenserrnbl 45310 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒))
39 ssel 3975 . . . . . . . 8 ((𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉 β†’ (𝑦 ∈ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) β†’ 𝑦 ∈ 𝑉))
4039adantr 480 . . . . . . 7 (((𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼)) β†’ (𝑦 ∈ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) β†’ 𝑦 ∈ 𝑉))
41403ad2antl3 1186 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ (β„š ↑m 𝐼)) β†’ (𝑦 ∈ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) β†’ 𝑦 ∈ 𝑉))
4241reximdva 3167 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉))
4338, 42mpd 15 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑒 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉)
44433exp 1118 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑒 ∈ ℝ+ β†’ ((𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉 β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉)))
4544rexlimdv 3152 . 2 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ ℝ+ (𝑋(ballβ€˜π·)𝑒) βŠ† 𝑉 β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉))
4623, 45mpd 15 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ (β„š ↑m 𝐼)𝑦 ∈ 𝑉)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  βˆƒwrex 3069   βŠ† wss 3948  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414   ↑m cmap 8824  Fincfn 8943  β„cr 11113   βˆ’ cmin 11449  2c2 12272  β„šcq 12937  β„+crp 12979  β†‘cexp 14032  βˆšcsqrt 15185  Ξ£csu 15637  Basecbs 17149  distcds 17211  TopOpenctopn 17372  βˆžMetcxmet 21130  Metcmet 21131  ballcbl 21132  MetOpencmopn 21135  TopOnctopon 22633  TopSpctps 22655  β„^crrx 25132
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-inf2 9640  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191  ax-pre-sup 11192  ax-addf 11193  ax-mulf 11194
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  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 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8151  df-tpos 8215  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-er 8707  df-map 8826  df-ixp 8896  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fsupp 9366  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9509  df-card 9938  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-q 12938  df-rp 12980  df-xneg 13097  df-xadd 13098  df-xmul 13099  df-ioo 13333  df-ico 13335  df-fz 13490  df-fzo 13633  df-seq 13972  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15051  df-re 15052  df-im 15053  df-sqrt 15187  df-abs 15188  df-clim 15437  df-sum 15638  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-hom 17226  df-cco 17227  df-rest 17373  df-topn 17374  df-0g 17392  df-gsum 17393  df-topgen 17394  df-prds 17398  df-pws 17400  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-mhm 18706  df-submnd 18707  df-grp 18859  df-minusg 18860  df-sbg 18861  df-subg 19040  df-ghm 19129  df-cntz 19223  df-cmn 19692  df-abl 19693  df-mgp 20030  df-rng 20048  df-ur 20077  df-ring 20130  df-cring 20131  df-oppr 20226  df-dvdsr 20249  df-unit 20250  df-invr 20280  df-dvr 20293  df-rhm 20364  df-subrng 20435  df-subrg 20460  df-drng 20503  df-field 20504  df-abv 20569  df-staf 20597  df-srng 20598  df-lmod 20617  df-lss 20688  df-lmhm 20778  df-lvec 20859  df-sra 20931  df-rgmod 20932  df-psmet 21137  df-xmet 21138  df-met 21139  df-bl 21140  df-mopn 21141  df-cnfld 21146  df-refld 21378  df-phl 21399  df-dsmm 21507  df-frlm 21522  df-top 22617  df-topon 22634  df-topsp 22656  df-bases 22670  df-xms 24047  df-ms 24048  df-nm 24312  df-ngp 24313  df-tng 24314  df-nrg 24315  df-nlm 24316  df-clm 24811  df-cph 24917  df-tcph 24918  df-rrx 25134
This theorem is referenced by:  qndenserrnopn  45313
  Copyright terms: Public domain W3C validator