Theorem stdbdmopn 24843

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 13134	. . . . . . . 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 4528	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑟 ∈ ℝ+)) → if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ∈ ℝ*)
5		rpre 13133	. . . . . . 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 13137	. . . . . . . . 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 5106	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑟 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
11		breq2 5106	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (0 < 𝑅 ↔ 0 < if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
12	10, 11	ifboth 4521	. . . . . . . 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 11360	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ ℝ*
15		xrltle 13282	. . . . . . . 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 13311	. . . . . . 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 13308	. . . . . 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 13165	. . . 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 13312	. . . . . . . 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 24842	. . . . . 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 2766	. . . 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 5105	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑠 ≤ 𝑟 ↔ if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) ≤ 𝑟))
32		oveq2 7429	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐶)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐶)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
33		oveq2 7429	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 = if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅) → (𝑧(ball‘𝐷)𝑠) = (𝑧(ball‘𝐷)if(𝑟 ≤ 𝑅, 𝑟, 𝑅)))
34	32, 33	eqeq12d 2776	. . . . . 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 3576	. . . 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 3205	. 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 24840	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑅 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑅) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
41		stdbdmopn.2	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐶)
42		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (MetOpen‘𝐷) = (MetOpen‘𝐷)
43	41, 42	metequiv2 24835	. . 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 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ifcif 4481   class class class wbr 5102  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421   ∈ cmpo 7423  ℝcr 11203  0cc0 11204  ℝ^*cxr 11346   < clt 11347   ≤ cle 11348  ℝ⁺crp 13124  ∞Metcxmet 21669  ballcbl 21671  MetOpencmopn 21674

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8721  df-map 8853  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-sup 9438  df-inf 9439  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-n0 12611  df-z 12698  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-icc 13487  df-topgen 17620  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-bases 23270

This theorem is used by:  mopnex  24844  xlebnum  25292