Theorem stdbdmopn 24870

Description: The standard bounded metric corresponding to 𝐶 generates the same topology as 𝐶. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
stdbdmet.1	⊢ 𝐷 = (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑋 ↦ if((𝑥𝐶𝑦) ≤ 𝑅, (𝑥𝐶𝑦), 𝑅))
stdbdmopn.2	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)

Assertion

Ref	Expression
stdbdmopn	⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐶   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑥, 𝑦)   𝐽(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem stdbdmopn

Dummy variables 𝑟 𝑠 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rpxr 13160	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 ∈ ℝ+ → 𝑟 ∈ ℝ*)
2	1	ad2antll 742	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑟 ∈ ℝ*)
3		simpl2 1211	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑅 ∈ ℝ*)
4	2, 3	ifcld 4532	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ*)
5		rpre 13159	. . . . . . 7 ⊢ (𝑟 ∈ ℝ+ → 𝑟 ∈ ℝ)
6	5	ad2antll 742	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑟 ∈ ℝ)
7		rpgt0 13163	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 ∈ ℝ+ → 0 < 𝑟)
8	7	ad2antll 742	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < 𝑟)
9		simpl3 1212	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < 𝑅)
10		breq2 5110	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑟 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
11		breq2 5110	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑅 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
12	10, 11	ifboth 4525	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 < 𝑟 ∧ 0 < 𝑅) → 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅))
13	8, 9, 12	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅))
14		0xr 11386	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ ℝ*
15		xrltle 13308	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ*) → (0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → 0 ≤ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
16	14, 4, 15	sylancr 599	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → 0 ≤ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
17	13, 16	mpd 16	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 0 ≤ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅))
18		xrmin1 13337	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑟 ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟)
19	2, 3, 18	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟)
20		xrrege0 13334	. . . . . 6 ⊢ (((if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ* ∧ 𝑟 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ)
21	4, 6, 17, 19, 20	syl22anc 852	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ)
22	21, 13	elrpd 13191	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ+)
23		simprl 783	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → 𝑧 ∈ 𝑋)
24		xrmin2 13338	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑟 ∈ ℝ* ∧ 𝑅 ∈ ℝ*) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑅)
25	2, 3, 24	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑅)
26	23, 4, 25	3jca 1146	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ* ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑅))
27		stdbdmet.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑋 ↦ if((𝑥𝐶𝑦) ≤ 𝑅, (𝑥𝐶𝑦), 𝑅))
28	27	stdbdbl 24869	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ* ∧ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑅)) → (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
29	26, 28	syldan 603	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
30	29	eqcomd 2769	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
31		breq1 5109	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑠 ≤ 𝑟 ↔ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟))
32		oveq2 7454	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
33		oveq2 7454	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
34	32, 33	eqeq12d 2779	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → ((𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) ↔ (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅))))
35	31, 34	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → ((𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) ↔ (if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))))
36	35	rspcev 3580	. . . 4 ⊢ ((if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ+ ∧ (if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))) → ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
37	22, 19, 30, 36	syl12anc 850	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
38	37	ralrimivva 3209	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑟 ∈ ℝ+ ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)))
39		simp1 1154	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋))
40	27	stdbdxmet 24867	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
41		stdbdmopn.2	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
42		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (MetOpen‘𝐷) = (MetOpen‘𝐷)
43	41, 42	metequiv2 24862	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋)) → (∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑟 ∈ ℝ+ ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)))
44	39, 40, 43	syl2anc 596	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → (∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑟 ∈ ℝ+ ∃𝑠 ∈ ℝ+ (𝑠 ≤ 𝑟 ∧ (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)𝑠)) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)))
45	38, 44	mpd 16	1 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐽 = (MetOpen‘𝐷))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  ifcif 4485   class class class wbr 5106  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446   ∈ cmpo 7448  ℝcr 11229  0cc0 11230  ℝ^*cxr 11372   < clt 11373   ≤ cle 11374  ℝ⁺crp 13150  ∞Metcxmet 21696  ballcbl 21698  MetOpencmopn 21701

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8748  df-map 8880  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-sup 9464  df-inf 9465  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-n0 12637  df-z 12724  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-icc 13513  df-topgen 17646  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-bases 23297

This theorem is used by:  mopnex  24871  xlebnum  25319