Theorem zdis 24762

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 17412	. 2 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) ⊆ 𝒫 ℤ
2		elpwi 4610	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → 𝑥 ⊆ ℤ)
3	2	sselda 3977	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℤ)
4	3	zcnd 12697	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ℂ)
5		cnxmet 24719	. . . . . . . 8 ⊢ (abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ)
6		1xr 11303	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ*
7		recld2.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℂfld)
8	7	cnfldtopn 24728	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
9	8	blopn 24439	. . . . . . . 8 ⊢ (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ*) → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
10	5, 6, 9	mp3an13 1448	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽)
11	7	cnfldtop 24730	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐽 ∈ Top
12		zex 12597	. . . . . . . 8 ⊢ ℤ ∈ V
13		elrestr 17409	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V ∧ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∈ 𝐽) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ∈ (𝐽 ↾t ℤ))
14	11, 12, 13	mp3an12 1447	. . . . . . 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 13010	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ+
17		blcntr 24349	. . . . . . . . 9 ⊢ (((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 𝑦 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
18	5, 16, 17	mp3an13 1448	. . . . . . . 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 4193	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → 𝑦 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
21	4	adantr 479	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
22		simpr 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ))
23	22	elin2d 4198	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℤ)
24	23	zcnd 12697	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
25	3	adantr 479	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℤ)
26	25, 23	zsubcld 12701	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ)
27	26	zcnd 12697	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) ∈ ℂ)
28		eqid 2725	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (abs ∘ − ) = (abs ∘ − )
29	28	cnmetdval 24717	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
30	21, 24, 29	syl2anc 582	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦(abs ∘ − )𝑧) = (abs‘(𝑦 − 𝑧)))
31	22	elin1d 4197	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1))
32		elbl2 24326	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((abs ∘ − ) ∈ (∞Met‘ℂ) ∧ 1 ∈ ℝ*) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
33	5, 6, 32	mpanl12 700	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑧 ∈ (𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ↔ (𝑦(abs ∘ − )𝑧) < 1))
34	21, 24, 33	syl2anc 582	. . . . . . . . . . . . . 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 5172	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) < 1)
37		nn0abscl 15291	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 − 𝑧) ∈ ℤ → (abs‘(𝑦 − 𝑧)) ∈ ℕ0)
38		nn0lt10b 12654	. . . . . . . . . . . . 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 15425	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → (𝑦 − 𝑧) = 0)
42	21, 24, 41	subeq0d 11609	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 = 𝑧)
43		simplr 767	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑦 ∈ 𝑥)
44	42, 43	eqeltrrd 2826	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ)) → 𝑧 ∈ 𝑥)
45	44	ex 411	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → (𝑧 ∈ ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) → 𝑧 ∈ 𝑥))
46	45	ssrdv 3983	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ((𝑦(ball‘(abs ∘ − ))1) ∩ ℤ) ⊆ 𝑥)
47		eleq2 2814	. . . . . . . 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 835	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 ℤ ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) → ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
52	51	ralrimiva 3136	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 ℤ → ∀𝑦 ∈ 𝑥 ∃𝑧 ∈ (𝐽 ↾t ℤ)(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑥))
53		resttop 23094	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ ℤ ∈ V) → (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top)
54	11, 12, 53	mp2an 690	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) ∈ Top
55		eltop2 22908	. . . . 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 3981	. 2 ⊢ 𝒫 ℤ ⊆ (𝐽 ↾t ℤ)
59	1, 58	eqssi 3994	1 ⊢ (𝐽 ↾t ℤ) = 𝒫 ℤ

Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∀wral 3051  ∃wrex 3060  Vcvv 3463   ∩ cin 3944   ⊆ wss 3945  𝒫 cpw 4603   class class class wbr 5148   ∘ ccom 5681  ‘cfv 6547  (class class class)co 7417  ℂcc 11136  0cc0 11138  1c1 11139  ℝ^*cxr 11277   < clt 11278   − cmin 11474  ℕ₀cn0 12502  ℤcz 12588  ℝ⁺crp 13006  abscabs 15213   ↾_t crest 17401  TopOpenctopn 17402  ∞Metcxmet 21268  ballcbl 21270  ℂ_fldccnfld 21283  Topctop 22825

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fi 9434  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-q 12963  df-rp 13007  df-xneg 13124  df-xadd 13125  df-xmul 13126  df-fz 13517  df-seq 13999  df-exp 14059  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-struct 17115  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-starv 17247  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-unif 17255  df-rest 17403  df-topn 17404  df-topgen 17424  df-psmet 21275  df-xmet 21276  df-met 21277  df-bl 21278  df-mopn 21279  df-cnfld 21284  df-top 22826  df-topon 22843  df-topsp 22865  df-bases 22879  df-xms 24256  df-ms 24257

This theorem is referenced by:  sszcld  24763