Theorem stdbdmopn 24817

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 13111	. . . . . . . 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 4529	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ*)
5		rpre 13110	. . . . . . 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 13114	. . . . . . . . 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 5107	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑟 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
11		breq2 5107	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑅 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
12	10, 11	ifboth 4522	. . . . . . . 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 11337	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ ℝ*
15		xrltle 13259	. . . . . . . 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 13288	. . . . . . 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 13285	. . . . . 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 13142	. . . 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 13289	. . . . . . . 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 24816	. . . . . 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 2767	. . . 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 5106	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑠 ≤ 𝑟 ↔ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟))
32		oveq2 7420	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
33		oveq2 7420	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
34	32, 33	eqeq12d 2777	. . . . . 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 3577	. . . 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 3206	. 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 24814	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
41		stdbdmopn.2	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
42		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (MetOpen‘𝐷) = (MetOpen‘𝐷)
43	41, 42	metequiv2 24809	. . 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 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  ifcif 4482   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414  ℝcr 11180  0cc0 11181  ℝ^*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325  ℝ⁺crp 13101  ∞Metcxmet 21643  ballcbl 21645  MetOpencmopn 21648

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259

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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-sup 9418  df-inf 9419  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-icc 13464  df-topgen 17594  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-bases 23244

This theorem is used by:  mopnex  24818  xlebnum  25266