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Theorem zdis 25166
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.
StepHypRef Expression
1 restsspw 17631 . 2 (𝐽 ↾t ℤ) ⊆ 𝒫 ℤ
2 elpwi 4567 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ⊆ ℤ)
32sselda 3913 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℤ)
43zcnd 12831 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℂ)
5 cnxmet 25121 . . . . . . . 8 (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
6 1xr 11395 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ*
7 recld2.1 . . . . . . . . . 10 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
87cnfldtopn 25130 . . . . . . . . 9 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
98blopn 24849 . . . . . . . 8 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
105, 6, 9mp3an13 1482 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
117cnfldtop 25132 . . . . . . . 8 𝐽 ∈ Top
12 zex 12729 . . . . . . . 8 ℤ ∈ V
13 elrestr 17628 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V ∧ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
1411, 12, 13mp3an12 1481 . . . . . . 7 ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽 → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
154, 10, 143syl 19 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
16 1rp 13151 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ+
17 blcntr 24762 . . . . . . . . 9 (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
185, 16, 17mp3an13 1482 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℂ → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
194, 18syl 18 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
2019, 3elind 4100 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
214adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
22 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
2322elin2d 4105 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℤ)
2423zcnd 12831 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
253adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℤ)
2625, 23zsubcld 12835 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ)
2726zcnd 12831 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℂ)
28 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
2928cnmetdval 25119 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
3021, 24, 29syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
3122elin1d 4104 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
32 elbl2 24739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ*) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
335, 6, 32mpanl12 715 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
3421, 24, 33syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
3531, 34mpbid 235 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1)
3630, 35eqbrtrrd 5132 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1)
37 nn0abscl 15508 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) ∈ ℕ0)
38 nn0lt10b 12788 . . . . . . . . . . . . 13 ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) ∈ ℕ0 → ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0))
3926, 37, 383syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → ((abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1 ↔ (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0))
4036, 39mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) = 0)
4127, 40abs00d 15645 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) = 0)
4221, 24, 41subeq0d 11705 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 = 𝑧)
43 simplr 781 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ 𝑥)
4442, 43eqeltrrd 2865 . . . . . . . 8 (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ 𝑥)
4544ex 418 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → (𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → 𝑧 ∈ 𝑥))
4645ssrdv 3919 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)
47 eleq2 2853 . . . . . . . 8 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑦 ∈ 𝑧 ↔ 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)))
48 sseq1 3938 . . . . . . . 8 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → (𝑧 ⊆ 𝑥 ↔ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥))
4947, 48anbi12d 644 . . . . . . 7 (𝑧 = ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → ((𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥) ↔ (𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∧ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)))
5049rspcev 3580 . . . . . 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))
5115, 20, 46, 50syl12anc 850 . . . . 5 ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
5251ralrimiva 3158 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
53 resttop 23508 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V) → (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top)
5411, 12, 53mp2an 705 . . . . 5 (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top
55 eltop2 23323 . . . . 5 ((𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top → (𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥)))
5654, 55ax-mp 5 . . . 4 (𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
5752, 56sylibr 237 . . 3 (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
5857ssriv 3917 . 2 𝒫 ℤ ⊆ (𝐽 ↾t ℤ)
591, 58eqssi 3929 1 (𝐽 ↾t ℤ) = 𝒫 ℤ
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092  𝒫 cpw 4560   class class class wbr 5106   ∘ ccom 5659  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  0cc0 11227  1c1 11228  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   − cmin 11568  ℕ0cn0 12633  ℤcz 12720  ℝ+crp 13147  abscabs 15430   ↾t crest 17620  TopOpenctopn 17621  ∞Metcxmet 21693  ballcbl 21695  ℂfldccnfld 21708  Topctop 23241
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-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
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-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-fz 13667  df-seq 14172  df-exp 14232  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-struct 17354  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-rest 17622  df-topn 17623  df-topgen 17643  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-xms 24669  df-ms 24670
This theorem is used by:  sszcld  25167
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