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Theorem cfilfcls 18700
Description: Similar to ultrafilters (uffclsflim 17726), the cluster points and limit points of a Cauchy filter coincide. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
cfilfcls.1  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
cfilfcls.2  |-  X  =  dom  dom  D
Assertion
Ref Expression
cfilfcls  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  ( J  fClus  F )  =  ( J  fLim  F )
)

Proof of Theorem cfilfcls
Dummy variables  x  y  z  f  r 
d are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2283 . . . . . . . 8  |-  U. J  =  U. J
21fclselbas 17711 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( J  fClus  F )  ->  x  e.  U. J )
32adantl 452 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  x  e.  U. J )
4 df-cfil 18681 . . . . . . . . . . . . 13  |- CauFil  =  ( d  e.  U. ran  * Met  |->  { f  e.  ( Fil `  dom  dom  d )  |  A. x  e.  RR+  E. y  e.  f  ( d " ( y  X.  y ) )  C_  ( 0 [,) x
) } )
54dmmptss 5169 . . . . . . . . . . . 12  |-  dom CauFil  C_  U. ran  * Met
6 elfvdm 5554 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  D  e.  dom CauFil )
75, 6sseldi 3178 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  D  e.  U.
ran  * Met )
8 xmetunirn 17902 . . . . . . . . . . 11  |-  ( D  e.  U. ran  * Met 
<->  D  e.  ( * Met `  dom  dom  D ) )
97, 8sylib 188 . . . . . . . . . 10  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  D  e.  ( * Met `  dom  dom 
D ) )
10 cfilfcls.2 . . . . . . . . . . 11  |-  X  =  dom  dom  D
1110fveq2i 5528 . . . . . . . . . 10  |-  ( * Met `  X )  =  ( * Met ` 
dom  dom  D )
129, 11syl6eleqr 2374 . . . . . . . . 9  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
1312adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
14 cfilfcls.1 . . . . . . . . 9  |-  J  =  ( MetOpen `  D )
1514mopntopon 17985 . . . . . . . 8  |-  ( D  e.  ( * Met `  X )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
1613, 15syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X ) )
17 toponuni 16665 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. J )
1816, 17syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  X  =  U. J )
193, 18eleqtrrd 2360 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  x  e.  X )
2014mopni2 18039 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  y  e.  J  /\  x  e.  y
)  ->  E. r  e.  RR+  ( x (
ball `  D )
r )  C_  y
)
21203expb 1152 . . . . . . . . 9  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  ->  E. r  e.  RR+  (
x ( ball `  D
) r )  C_  y )
2213, 21sylan 457 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  ->  E. r  e.  RR+  (
x ( ball `  D
) r )  C_  y )
23 cfilfil 18693 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  (CauFil `  D ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
2412, 23mpancom 650 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
2524adantr 451 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
2625ad2antrr 706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
2713adantr 451 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
28 simpll 730 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  F  e.  (CauFil `  D )
)
29 rphalfcl 10378 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( r  e.  RR+  ->  ( r  /  2 )  e.  RR+ )
3029adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( r  /  2 )  e.  RR+ )
31 rphalfcl 10378 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( r  /  2 )  e.  RR+  ->  ( ( r  /  2 )  /  2 )  e.  RR+ )
3230, 31syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( ( r  /  2 )  /  2 )  e.  RR+ )
33 cfil3i 18695 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  F  e.  (CauFil `  D )  /\  (
( r  /  2
)  /  2 )  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  X  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  e.  F
)
3427, 28, 32, 33syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  E. y  e.  X  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  e.  F
)
3525ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
36 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F )
3727adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  D  e.  ( * Met `  X ) )
3819ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  x  e.  X )
39 rpxr 10361 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( r  e.  RR+  ->  r  e. 
RR* )
4039ad2antlr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
r  e.  RR* )
41 blssm 17968 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  r  e.  RR* )  ->  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X )
4237, 38, 40, 41syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r ) 
C_  X )
43 simpllr 735 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  x  e.  ( J  fClus  F ) )
4430adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( r  /  2
)  e.  RR+ )
45 rpxr 10361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( r  /  2 )  e.  RR+  ->  ( r  /  2 )  e. 
RR* )
4644, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( r  /  2
)  e.  RR* )
4714blopn 18046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  ( r  /  2
)  e.  RR* )  ->  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  e.  J )
4837, 38, 46, 47syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  e.  J )
49 blcntr 17964 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  ( r  /  2
)  e.  RR+ )  ->  x  e.  ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )
5037, 38, 44, 49syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  x  e.  ( x
( ball `  D )
( r  /  2
) ) )
51 fclsopni 17710 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  ( J 
fClus  F )  /\  (
( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  e.  J  /\  x  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  e.  F
) )  ->  (
( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  i^i  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) ) )  =/=  (/) )
5243, 48, 50, 36, 51syl13anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) )  i^i  (
y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) )  =/=  (/) )
53 n0 3464 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  i^i  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) ) )  =/=  (/) 
<->  E. z  z  e.  ( ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) )  i^i  (
y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )
5452, 53sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  ->  E. z  z  e.  ( ( x (
ball `  D )
( r  /  2
) )  i^i  (
y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )
55 elin 3358 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  ( ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) )  i^i  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) ) )  <->  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )
5637adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  D  e.  ( * Met `  X
) )
57 simplrl 736 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  y  e.  X )
5844adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( r  /  2 )  e.  RR+ )
5958rpred 10390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( r  /  2 )  e.  RR )
60 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  z  e.  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) ) )
61 blhalf 17960 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  y  e.  X )  /\  (
( r  /  2
)  e.  RR  /\  z  e.  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) ) ) )  ->  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
z ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )
6256, 57, 59, 60, 61syl22anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
z ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )
63 blssm 17968 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( D  e.  ( * Met `  X )  /\  x  e.  X  /\  ( r  /  2
)  e.  RR* )  ->  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) 
C_  X )
6437, 38, 46, 63syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) 
C_  X )
6564sselda 3180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  z  e.  ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) )  ->  z  e.  X
)
6665adantrr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  z  e.  X )
67 simpllr 735 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  r  e.  RR+ )
6867rpred 10390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  r  e.  RR )
69 simprl 732 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )
7058, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( r  /  2 )  e. 
RR* )
7138adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  x  e.  X )
72 blcom 17952 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  ( r  /  2 )  e. 
RR* )  /\  (
x  e.  X  /\  z  e.  X )
)  ->  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  <-> 
x  e.  ( z ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) ) )
7356, 70, 71, 66, 72syl22anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  <-> 
x  e.  ( z ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) ) ) )
7469, 73mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  x  e.  ( z ( ball `  D ) ( r  /  2 ) ) )
75 blhalf 17960 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( D  e.  ( * Met `  X
)  /\  z  e.  X )  /\  (
r  e.  RR  /\  x  e.  ( z
( ball `  D )
( r  /  2
) ) ) )  ->  ( z (
ball `  D )
( r  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) )
7656, 66, 68, 74, 75syl22anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( z
( ball `  D )
( r  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) )
7762, 76sstrd 3189 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D
)  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  (
y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F ) )  /\  ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) ) )  ->  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) )
7877ex 423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( ( z  e.  ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  /\  z  e.  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) ) )  ->  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) ) )
7955, 78syl5bi 208 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( z  e.  ( ( x ( ball `  D ) ( r  /  2 ) )  i^i  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) ) )  -> 
( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) ) 
C_  ( x (
ball `  D )
r ) ) )
8079exlimdv 1664 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( E. z  z  e.  ( ( x ( ball `  D
) ( r  / 
2 ) )  i^i  ( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) ) )  ->  ( y
( ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) ) )
8154, 80mpd 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) ) 
C_  ( x (
ball `  D )
r ) )
82 filss 17548 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  (
( y ( ball `  D ) ( ( r  /  2 )  /  2 ) )  e.  F  /\  (
x ( ball `  D
) r )  C_  X  /\  ( y (
ball `  D )
( ( r  / 
2 )  /  2
) )  C_  (
x ( ball `  D
) r ) ) )  ->  ( x
( ball `  D )
r )  e.  F
)
8335, 36, 42, 81, 82syl13anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  ( y  e.  X  /\  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F ) )  -> 
( x ( ball `  D ) r )  e.  F )
8483expr 598 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  /\  y  e.  X
)  ->  ( (
y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F  ->  ( x
( ball `  D )
r )  e.  F
) )
8584rexlimdva 2667 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( E. y  e.  X  ( y ( ball `  D
) ( ( r  /  2 )  / 
2 ) )  e.  F  ->  ( x
( ball `  D )
r )  e.  F
) )
8634, 85mpd 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  r  e.  RR+ )  ->  ( x ( ball `  D
) r )  e.  F )
8786ad2ant2r 727 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )  ->  ( x (
ball `  D )
r )  e.  F
)
88 toponss 16667 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  y  e.  J )  ->  y  C_  X )
8988adantrr 697 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
y  e.  J  /\  x  e.  y )
)  ->  y  C_  X )
9016, 89sylan 457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  -> 
y  C_  X )
9190adantr 451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )  ->  y  C_  X
)
92 simprr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )  ->  ( x (
ball `  D )
r )  C_  y
)
93 filss 17548 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  (
( x ( ball `  D ) r )  e.  F  /\  y  C_  X  /\  ( x ( ball `  D
) r )  C_  y ) )  -> 
y  e.  F )
9426, 87, 91, 92, 93syl13anc 1184 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  ( r  e.  RR+  /\  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y ) )  ->  y  e.  F
)
9594expr 598 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  /\  r  e.  RR+ )  -> 
( ( x (
ball `  D )
r )  C_  y  ->  y  e.  F ) )
9695rexlimdva 2667 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  -> 
( E. r  e.  RR+  ( x ( ball `  D ) r ) 
C_  y  ->  y  e.  F ) )
9722, 96mpd 14 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y ) )  -> 
y  e.  F )
9897expr 598 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  /\  y  e.  J )  ->  (
x  e.  y  -> 
y  e.  F ) )
9998ralrimiva 2626 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) )
100 flimopn 17670 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  F  e.  ( Fil `  X
) )  ->  (
x  e.  ( J 
fLim  F )  <->  ( x  e.  X  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) ) ) )
10116, 25, 100syl2anc 642 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  ( x  e.  ( J  fLim  F
)  <->  ( x  e.  X  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) ) ) )
10219, 99, 101mpbir2and 888 . . . 4  |-  ( ( F  e.  (CauFil `  D )  /\  x  e.  ( J  fClus  F ) )  ->  x  e.  ( J  fLim  F ) )
103102ex 423 . . 3  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  ( x  e.  ( J  fClus  F )  ->  x  e.  ( J  fLim  F )
) )
104103ssrdv 3185 . 2  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  ( J  fClus  F )  C_  ( J  fLim  F ) )
105 flimfcls 17721 . . 3  |-  ( J 
fLim  F )  C_  ( J  fClus  F )
106105a1i 10 . 2  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  ( J  fLim  F )  C_  ( J  fClus  F ) )
107104, 106eqssd 3196 1  |-  ( F  e.  (CauFil `  D
)  ->  ( J  fClus  F )  =  ( J  fLim  F )
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543   E.wrex 2544   {crab 2547    i^i cin 3151    C_ wss 3152   (/)c0 3455   U.cuni 3827    X. cxp 4687   dom cdm 4689   ran crn 4690   "cima 4692   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   RRcr 8736   0cc0 8737   RR*cxr 8866    / cdiv 9423   2c2 9795   RR+crp 10354   [,)cico 10658   * Metcxmt 16369   ballcbl 16371   MetOpencmopn 16372  TopOnctopon 16632   Filcfil 17540    fLim cflim 17629    fClus cfcls 17631  CauFilccfil 18678
This theorem is referenced by:  relcmpcmet  18742
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814  ax-pre-sup 8815
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rmo 2551  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-iin 3908  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-er 6660  df-map 6774  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-sup 7194  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-div 9424  df-nn 9747  df-2 9804  df-n0 9966  df-z 10025  df-uz 10231  df-q 10317  df-rp 10355  df-xneg 10452  df-xadd 10453  df-xmul 10454  df-ico 10662  df-topgen 13344  df-xmet 16373  df-bl 16375  df-mopn 16376  df-top 16636  df-bases 16638  df-topon 16639  df-cld 16756  df-ntr 16757  df-cls 16758  df-nei 16835  df-fbas 17520  df-fil 17541  df-flim 17634  df-fcls 17636  df-cfil 18681
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