Theorem ressxms 24486

Description: The restriction of a metric space is a metric space. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Aug-2015.)

Assertion

Ref	Expression
ressxms	⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐾 ↾s 𝐴) ∈ ∞MetSp)

Proof of Theorem ressxms

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
2		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) = ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))
3	1, 2	xmsxmet 24417	. . . . 5 ⊢ (𝐾 ∈ ∞MetSp → ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝐾)))
4	3	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝐾)))
5		xmetres 24325	. . . 4 ⊢ (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝐾)) → (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) ∈ (∞Met‘((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
6	4, 5	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) ∈ (∞Met‘((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
7		resres 5961	. . . . 5 ⊢ (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)) ∩ (𝐴 × 𝐴)))
8		inxp 5790	. . . . . 6 ⊢ (((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)) ∩ (𝐴 × 𝐴)) = (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴))
9	8	reseq2i 5945	. . . . 5 ⊢ ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)) ∩ (𝐴 × 𝐴))) = ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
10	7, 9	eqtri 2760	. . . 4 ⊢ (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
11		eqid 2737	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ↾s 𝐴) = (𝐾 ↾s 𝐴)
12		eqid 2737	. . . . . . 7 ⊢ (dist‘𝐾) = (dist‘𝐾)
13	11, 12	ressds 17344	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (dist‘𝐾) = (dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)))
14	13	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (dist‘𝐾) = (dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)))
15		incom 4163	. . . . . . 7 ⊢ ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) = (𝐴 ∩ (Base‘𝐾))
16	11, 1	ressbas 17177	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝐴 ∩ (Base‘𝐾)) = (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))
17	16	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 ∩ (Base‘𝐾)) = (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))
18	15, 17	eqtrid 2784	. . . . . 6 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) = (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))
19	18	sqxpeqd 5666	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))
20	14, 19	reseq12d 5949	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴))) = ((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))))
21	10, 20	eqtrid 2784	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = ((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))))
22	18	fveq2d 6848	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (∞Met‘((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = (∞Met‘(Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))
23	6, 21, 22	3eltr3d 2851	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))) ∈ (∞Met‘(Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))
24		eqid 2737	. . . . . . 7 ⊢ (TopOpen‘𝐾) = (TopOpen‘𝐾)
25	24, 1, 2	xmstopn 24412	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ ∞MetSp → (TopOpen‘𝐾) = (MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))))
26	25	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (TopOpen‘𝐾) = (MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))))
27	26	oveq1d 7385	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = ((MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
28		inss1 4191	. . . . 5 ⊢ ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝐾)
29		xpss12 5649	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝐾) ∧ ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝐾)) → (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) ⊆ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))
30	28, 28, 29	mp2an 693	. . . . . . . 8 ⊢ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) ⊆ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))
31		resabs1 5975	. . . . . . . 8 ⊢ ((((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) ⊆ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)) → (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴))) = ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴))))
32	30, 31	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴))) = ((dist‘𝐾) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
33	10, 32	eqtr4i 2763	. . . . . 6 ⊢ (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)) = (((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) × ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)))
34		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))) = (MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))))
35		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴))) = (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴)))
36	33, 34, 35	metrest 24485	. . . . 5 ⊢ ((((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ∈ (∞Met‘(Base‘𝐾)) ∧ ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝐾)) → ((MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴))))
37	4, 28, 36	sylancl 587	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((MetOpen‘((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾)))) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴))))
38	27, 37	eqtrd 2772	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴))))
39		xmstps 24414	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ∞MetSp → 𝐾 ∈ TopSp)
40	1, 24	tpsuni 22897	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ TopSp → (Base‘𝐾) = ∪ (TopOpen‘𝐾))
41	39, 40	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ∞MetSp → (Base‘𝐾) = ∪ (TopOpen‘𝐾))
42	41	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (Base‘𝐾) = ∪ (TopOpen‘𝐾))
43	42	ineq2d 4174	. . . . . 6 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 ∩ (Base‘𝐾)) = (𝐴 ∩ ∪ (TopOpen‘𝐾)))
44	15, 43	eqtrid 2784	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴) = (𝐴 ∩ ∪ (TopOpen‘𝐾)))
45	44	oveq2d 7386	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = ((TopOpen‘𝐾) ↾t (𝐴 ∩ ∪ (TopOpen‘𝐾))))
46	1, 24	istps 22895	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ TopSp ↔ (TopOpen‘𝐾) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐾)))
47	39, 46	sylib 218	. . . . 5 ⊢ (𝐾 ∈ ∞MetSp → (TopOpen‘𝐾) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐾)))
48		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ ∪ (TopOpen‘𝐾) = ∪ (TopOpen‘𝐾)
49	48	restin 23127	. . . . 5 ⊢ (((TopOpen‘𝐾) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐾)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴) = ((TopOpen‘𝐾) ↾t (𝐴 ∩ ∪ (TopOpen‘𝐾))))
50	47, 49	sylan 581	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴) = ((TopOpen‘𝐾) ↾t (𝐴 ∩ ∪ (TopOpen‘𝐾))))
51	45, 50	eqtr4d 2775	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t ((Base‘𝐾) ∩ 𝐴)) = ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴))
52	21	fveq2d 6848	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (MetOpen‘(((dist‘𝐾) ↾ ((Base‘𝐾) × (Base‘𝐾))) ↾ (𝐴 × 𝐴))) = (MetOpen‘((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))))
53	38, 51, 52	3eqtr3d 2780	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴) = (MetOpen‘((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))))
54	11, 24	resstopn 23147	. . 3 ⊢ ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴) = (TopOpen‘(𝐾 ↾s 𝐴))
55		eqid 2737	. . 3 ⊢ (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) = (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))
56		eqid 2737	. . 3 ⊢ ((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))) = ((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))))
57	54, 55, 56	isxms2 24409	. 2 ⊢ ((𝐾 ↾s 𝐴) ∈ ∞MetSp ↔ (((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))) ∈ (∞Met‘(Base‘(𝐾 ↾s 𝐴))) ∧ ((TopOpen‘𝐾) ↾t 𝐴) = (MetOpen‘((dist‘(𝐾 ↾s 𝐴)) ↾ ((Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)) × (Base‘(𝐾 ↾s 𝐴)))))))
58	23, 53, 57	sylanbrc 584	1 ⊢ ((𝐾 ∈ ∞MetSp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐾 ↾s 𝐴) ∈ ∞MetSp)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ∩ cin 3902   ⊆ wss 3903  ∪ cuni 4865   × cxp 5632   ↾ cres 5636  ‘cfv 6502  (class class class)co 7370  Basecbs 17150   ↾_s cress 17171  distcds 17200   ↾_t crest 17354  TopOpenctopn 17355  ∞Metcxmet 21311  MetOpencmopn 21316  TopOnctopon 22871  TopSpctps 22893  ∞MetSpcxms 24278

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 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5314  ax-pr 5381  ax-un 7692  ax-cnex 11096  ax-resscn 11097  ax-1cn 11098  ax-icn 11099  ax-addcl 11100  ax-addrcl 11101  ax-mulcl 11102  ax-mulrcl 11103  ax-mulcom 11104  ax-addass 11105  ax-mulass 11106  ax-distr 11107  ax-i2m1 11108  ax-1ne0 11109  ax-1rid 11110  ax-rnegex 11111  ax-rrecex 11112  ax-cnre 11113  ax-pre-lttri 11114  ax-pre-lttrn 11115  ax-pre-ltadd 11116  ax-pre-mulgt0 11117  ax-pre-sup 11118

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5529  df-eprel 5534  df-po 5542  df-so 5543  df-fr 5587  df-we 5589  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6269  df-ord 6330  df-on 6331  df-lim 6332  df-suc 6333  df-iota 6458  df-fun 6504  df-fn 6505  df-f 6506  df-f1 6507  df-fo 6508  df-f1o 6509  df-fv 6510  df-riota 7327  df-ov 7373  df-oprab 7374  df-mpo 7375  df-om 7821  df-1st 7945  df-2nd 7946  df-frecs 8235  df-wrecs 8266  df-recs 8315  df-rdg 8353  df-er 8647  df-map 8779  df-en 8898  df-dom 8899  df-sdom 8900  df-sup 9359  df-inf 9360  df-pnf 11182  df-mnf 11183  df-xr 11184  df-ltxr 11185  df-le 11186  df-sub 11380  df-neg 11381  df-div 11809  df-nn 12160  df-2 12222  df-3 12223  df-4 12224  df-5 12225  df-6 12226  df-7 12227  df-8 12228  df-9 12229  df-n0 12416  df-z 12503  df-dec 12622  df-uz 12766  df-q 12876  df-rp 12920  df-xneg 13040  df-xadd 13041  df-xmul 13042  df-sets 17105  df-slot 17123  df-ndx 17135  df-base 17151  df-ress 17172  df-tset 17210  df-ds 17213  df-rest 17356  df-topn 17357  df-topgen 17377  df-psmet 21318  df-xmet 21319  df-bl 21321  df-mopn 21322  df-top 22855  df-topon 22872  df-topsp 22894  df-bases 22907  df-xms 24281

This theorem is referenced by:  ressms  24487  qqhcn  34175  qqhucn  34176