Theorem zdis 24719

Description: The integers are a discrete set in the topology on ℂ. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
recld2.1	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)

Assertion

Ref	Expression
zdis	⊢ (𝐽 ↾t ℤ) = 𝒫 ℤ

Proof of Theorem zdis

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		restsspw 17404	. 2 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) ⊆ 𝒫 ℤ
2		elpwi 4605	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ⊆ ℤ)
3	2	sselda 3978	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℤ)
4	3	zcnd 12689	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℂ)
5		cnxmet 24676	. . . . . . . 8 ⊢ (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
6		1xr 11295	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ*
7		recld2.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
8	7	cnfldtopn 24685	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
9	8	blopn 24396	. . . . . . . 8 ⊢ (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
10	5, 6, 9	mp3an13 1449	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
11	7	cnfldtop 24687	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐽 ∈ Top
12		zex 12589	. . . . . . . 8 ⊢ ℤ ∈ V
13		elrestr 17401	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V ∧ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
14	11, 12, 13	mp3an12 1448	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽 → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
15	4, 10, 14	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
16		1rp 13002	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ+
17		blcntr 24306	. . . . . . . . 9 ⊢ (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
18	5, 16, 17	mp3an13 1449	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℂ → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
19	4, 18	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
20	19, 3	elind 4190	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
21	4	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
22		simpr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
23	22	elin2d 4195	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℤ)
24	23	zcnd 12689	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
25	3	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℤ)
26	25, 23	zsubcld 12693	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ)
27	26	zcnd 12689	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℂ)
28		eqid 2727	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
29	28	cnmetdval 24674	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
30	21, 24, 29	syl2anc 583	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
31	22	elin1d 4194	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
32		elbl2 24283	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ*) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
33	5, 6, 32	mpanl12 701	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
34	21, 24, 33	syl2anc 583	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
35	31, 34	mpbid 231	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1)
36	30, 35	eqbrtrrd 5166	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1)
37		nn0abscl 15283	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) ∈ ℕ0)
38		nn0lt10b 12646	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) ∈ ℕ0 → ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0))
39	26, 37, 38	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0))
40	36, 39	mpbid 231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0)
41	27, 40	abs00d 15417	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) = 0)
42	21, 24, 41	subeq0d 11601	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 = 𝑧)
43		simplr 768	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ 𝑥)
44	42, 43	eqeltrrd 2829	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ 𝑥)
45	44	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → (𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → 𝑧 ∈ 𝑥))
46	45	ssrdv 3984	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)
47		eleq2 2817	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑦 ∈ 𝑧 ↔ 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)))
48		sseq1 4003	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑧 ⊆ 𝑥 ↔ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥))
49	47, 48	anbi12d 630	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → ((𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥) ↔ (𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∧ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)))
50	49	rspcev 3607	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ) ∧ (𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∧ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)) → ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
51	15, 20, 46, 50	syl12anc 836	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
52	51	ralrimiva 3141	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
53		resttop 23051	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V) → (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top)
54	11, 12, 53	mp2an 691	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top
55		eltop2 22865	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top → (𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥)))
56	54, 55	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
57	52, 56	sylibr 233	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
58	57	ssriv 3982	. 2 ⊢ 𝒫 ℤ ⊆ (𝐽 ↾t ℤ)
59	1, 58	eqssi 3994	1 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) = 𝒫 ℤ

Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∀wral 3056  ∃wrex 3065  Vcvv 3469   ∩ cin 3943   ⊆ wss 3944  𝒫 cpw 4598   class class class wbr 5142   ∘ ccom 5676  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414  ℂcc 11128  0cc0 11130  1c1 11131  ℝ^*cxr 11269   < clt 11270   − cmin 11466  ℕ₀cn0 12494  ℤcz 12580  ℝ⁺crp 12998  abscabs 15205   ↾_t crest 17393  TopOpenctopn 17394  ∞Metcxmet 21251  ballcbl 21253  ℂ_fldccnfld 21266  Topctop 22782

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-pre-sup 11208

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-map 8838  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fi 9426  df-sup 9457  df-inf 9458  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-4 12299  df-5 12300  df-6 12301  df-7 12302  df-8 12303  df-9 12304  df-n0 12495  df-z 12581  df-dec 12700  df-uz 12845  df-q 12955  df-rp 12999  df-xneg 13116  df-xadd 13117  df-xmul 13118  df-fz 13509  df-seq 13991  df-exp 14051  df-cj 15070  df-re 15071  df-im 15072  df-sqrt 15206  df-abs 15207  df-struct 17107  df-slot 17142  df-ndx 17154  df-base 17172  df-plusg 17237  df-mulr 17238  df-starv 17239  df-tset 17243  df-ple 17244  df-ds 17246  df-unif 17247  df-rest 17395  df-topn 17396  df-topgen 17416  df-psmet 21258  df-xmet 21259  df-met 21260  df-bl 21261  df-mopn 21262  df-cnfld 21267  df-top 22783  df-topon 22800  df-topsp 22822  df-bases 22836  df-xms 24213  df-ms 24214

This theorem is referenced by:  sszcld  24720