Theorem tngtopn 24603

Description: The topology generated by a normed structure. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
tngbas.t	⊢ 𝑇 = (𝐺 toNrmGrp 𝑁)
tngtset.2	⊢ 𝐷 = (dist‘𝑇)
tngtset.3	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)

Assertion

Ref	Expression
tngtopn	⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → 𝐽 = (TopOpen‘𝑇))

Proof of Theorem tngtopn

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		tngbas.t	. . 3 ⊢ 𝑇 = (𝐺 toNrmGrp 𝑁)
2		tngtset.2	. . 3 ⊢ 𝐷 = (dist‘𝑇)
3		tngtset.3	. . 3 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
4	1, 2, 3	tngtset 24602	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → 𝐽 = (TopSet‘𝑇))
5		df-mopn 21337	. . . . . . . . 9 ⊢ MetOpen = (𝑥 ∈ ∪ ran ∞Met ↦ (topGen‘ran (ball‘𝑥)))
6	5	dmmptss 6194	. . . . . . . 8 ⊢ dom MetOpen ⊆ ∪ ran ∞Met
7	6	sseli 3913	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ dom MetOpen → 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met)
8		eqid 2735	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (-g‘𝐺) = (-g‘𝐺)
9	1, 8	tngds 24601	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑊 → (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) = (dist‘𝑇))
10	9, 2	eqtr4di 2788	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑊 → (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) = 𝐷)
11	10	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) = 𝐷)
12	11	dmeqd 5849	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → dom (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) = dom 𝐷)
13		dmcoss 5919	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ dom (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) ⊆ dom (-g‘𝐺)
14		eqid 2735	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
15		eqid 2735	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
16		eqid 2735	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
17	14, 15, 16, 8	grpsubfval 18948	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (-g‘𝐺) = (𝑥 ∈ (Base‘𝐺), 𝑦 ∈ (Base‘𝐺) ↦ (𝑥(+g‘𝐺)((invg‘𝐺)‘𝑦)))
18		ovex 7389	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥(+g‘𝐺)((invg‘𝐺)‘𝑦)) ∈ V
19	17, 18	dmmpo 8013	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ dom (-g‘𝐺) = ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺))
20	13, 19	sseqtri 3965	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ dom (𝑁 ∘ (-g‘𝐺)) ⊆ ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺))
21	12, 20	eqsstrrdi 3962	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → dom 𝐷 ⊆ ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)))
22	21	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → dom 𝐷 ⊆ ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)))
23		dmss 5846	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (dom 𝐷 ⊆ ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)) → dom dom 𝐷 ⊆ dom ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)))
24	22, 23	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → dom dom 𝐷 ⊆ dom ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)))
25		dmxpid 5874	. . . . . . . . . . 11 ⊢ dom ((Base‘𝐺) × (Base‘𝐺)) = (Base‘𝐺)
26	24, 25	sseqtrdi 3957	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → dom dom 𝐷 ⊆ (Base‘𝐺))
27		simpr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met)
28		xmetunirn 24290	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met ↔ 𝐷 ∈ (∞Met‘dom dom 𝐷))
29	27, 28	sylib 218	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → 𝐷 ∈ (∞Met‘dom dom 𝐷))
30		eqid 2735	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (MetOpen‘𝐷) = (MetOpen‘𝐷)
31	30	mopnuni 24394	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘dom dom 𝐷) → dom dom 𝐷 = ∪ (MetOpen‘𝐷))
32	29, 31	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → dom dom 𝐷 = ∪ (MetOpen‘𝐷))
33	1, 14	tngbas 24594	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑊 → (Base‘𝐺) = (Base‘𝑇))
34	33	ad2antlr 728	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → (Base‘𝐺) = (Base‘𝑇))
35	26, 32, 34	3sstr3d 3971	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → ∪ (MetOpen‘𝐷) ⊆ (Base‘𝑇))
36		sspwuni 5031	. . . . . . . . 9 ⊢ ((MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇) ↔ ∪ (MetOpen‘𝐷) ⊆ (Base‘𝑇))
37	35, 36	sylibr 234	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) ∧ 𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met) → (MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇))
38	37	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (𝐷 ∈ ∪ ran ∞Met → (MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇)))
39	7, 38	syl5 34	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (𝐷 ∈ dom MetOpen → (MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇)))
40		ndmfv 6861	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝐷 ∈ dom MetOpen → (MetOpen‘𝐷) = ∅)
41		0ss 4330	. . . . . . 7 ⊢ ∅ ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇)
42	40, 41	eqsstrdi 3961	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐷 ∈ dom MetOpen → (MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇))
43	39, 42	pm2.61d1 180	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (MetOpen‘𝐷) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇))
44	3, 43	eqsstrid 3955	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → 𝐽 ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇))
45	4, 44	eqsstrrd 3952	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (TopSet‘𝑇) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇))
46		eqid 2735	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑇) = (Base‘𝑇)
47		eqid 2735	. . . 4 ⊢ (TopSet‘𝑇) = (TopSet‘𝑇)
48	46, 47	topnid 17387	. . 3 ⊢ ((TopSet‘𝑇) ⊆ 𝒫 (Base‘𝑇) → (TopSet‘𝑇) = (TopOpen‘𝑇))
49	45, 48	syl 17	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → (TopSet‘𝑇) = (TopOpen‘𝑇))
50	4, 49	eqtrd 2770	1 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑊) → 𝐽 = (TopOpen‘𝑇))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ⊆ wss 3885  ∅c0 4263  𝒫 cpw 4531  ∪ cuni 4840   × cxp 5618  dom cdm 5620  ran crn 5621   ∘ ccom 5624  ‘cfv 6487  (class class class)co 7356  Basecbs 17168  +_gcplusg 17209  TopSetcts 17215  distcds 17218  TopOpenctopn 17373  topGenctg 17389  inv_gcminusg 18899  -_gcsg 18900  ∞Metcxmet 21326  ballcbl 21328  MetOpencmopn 21331   toNrmGrp ctng 24531

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 2184  ax-ext 2707  ax-rep 5201  ax-sep 5220  ax-nul 5230  ax-pow 5296  ax-pr 5364  ax-un 7678  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104  ax-pre-sup 11105

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 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3060  df-rmo 3340  df-reu 3341  df-rab 3388  df-v 3429  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4264  df-if 4457  df-pw 4533  df-sn 4558  df-pr 4560  df-op 4564  df-uni 4841  df-iun 4925  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5156  df-tr 5182  df-id 5515  df-eprel 5520  df-po 5528  df-so 5529  df-fr 5573  df-we 5575  df-xp 5626  df-rel 5627  df-cnv 5628  df-co 5629  df-dm 5630  df-rn 5631  df-res 5632  df-ima 5633  df-pred 6254  df-ord 6315  df-on 6316  df-lim 6317  df-suc 6318  df-iota 6443  df-fun 6489  df-fn 6490  df-f 6491  df-f1 6492  df-fo 6493  df-f1o 6494  df-fv 6495  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-er 8632  df-map 8764  df-en 8883  df-dom 8884  df-sdom 8885  df-sup 9344  df-inf 9345  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12164  df-2 12233  df-3 12234  df-4 12235  df-5 12236  df-6 12237  df-7 12238  df-8 12239  df-9 12240  df-n0 12427  df-z 12514  df-dec 12634  df-uz 12778  df-q 12888  df-rp 12932  df-xneg 13052  df-xadd 13053  df-xmul 13054  df-sets 17123  df-slot 17141  df-ndx 17153  df-base 17169  df-tset 17228  df-ds 17231  df-rest 17374  df-topn 17375  df-topgen 17395  df-sbg 18903  df-psmet 21333  df-xmet 21334  df-bl 21336  df-mopn 21337  df-top 22847  df-topon 22864  df-bases 22899  df-tng 24537

This theorem is referenced by:  tngngp2  24605  tcphtopn  25181