MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  recld2 Structured version   Unicode version

Theorem recld2 20350
Description: The real numbers are a closed set in the topology on  CC. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Feb-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
recld2.1  |-  J  =  ( TopOpen ` fld )
Assertion
Ref Expression
recld2  |-  RR  e.  ( Clsd `  J )

Proof of Theorem recld2
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 difss 3480 . . 3  |-  ( CC 
\  RR )  C_  CC
2 eldifi 3475 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  x  e.  CC )
32imcld 12680 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( Im
`  x )  e.  RR )
43recnd 9408 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( Im
`  x )  e.  CC )
5 eldifn 3476 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  -.  x  e.  RR )
6 reim0b 12604 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x  e.  RR  <->  ( Im `  x )  =  0 ) )
72, 6syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( x  e.  RR  <->  ( Im `  x )  =  0 ) )
87necon3bbid 2640 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( -.  x  e.  RR  <->  ( Im `  x )  =/=  0
) )
95, 8mpbid 210 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( Im
`  x )  =/=  0 )
104, 9absrpcld 12930 . . . . 5  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( abs `  ( Im `  x
) )  e.  RR+ )
11 cnxmet 20311 . . . . . . . . 9  |-  ( abs 
o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )
1211a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( abs 
o.  -  )  e.  ( *Met `  CC ) )
134abscld 12918 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( abs `  ( Im `  x
) )  e.  RR )
1413rexrd 9429 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( abs `  ( Im `  x
) )  e.  RR* )
15 elbl 19922 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( abs  o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )  /\  x  e.  CC  /\  ( abs `  ( Im `  x ) )  e. 
RR* )  ->  (
y  e.  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) ( abs `  (
Im `  x )
) )  <->  ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs  o.  -  ) y )  < 
( abs `  (
Im `  x )
) ) ) )
1612, 2, 14, 15syl3anc 1213 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( y  e.  ( x (
ball `  ( abs  o. 
-  ) ) ( abs `  ( Im
`  x ) ) )  <->  ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs  o.  -  ) y )  < 
( abs `  (
Im `  x )
) ) ) )
17 simprl 750 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) ) )  ->  y  e.  CC )
182adantr 462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  x  e.  CC )
19 simpr 458 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  y  e.  RR )
2019recnd 9408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  y  e.  CC )
2118, 20imsubd 12702 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( Im `  (
x  -  y ) )  =  ( ( Im `  x )  -  ( Im `  y ) ) )
22 reim0 12603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( y  e.  RR  ->  (
Im `  y )  =  0 )
2322adantl 463 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( Im `  y
)  =  0 )
2423oveq2d 6106 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( Im `  x )  -  (
Im `  y )
)  =  ( ( Im `  x )  -  0 ) )
254adantr 462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( Im `  x
)  e.  CC )
2625subid1d 9704 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( Im `  x )  -  0 )  =  ( Im
`  x ) )
2721, 24, 263eqtrd 2477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( Im `  (
x  -  y ) )  =  ( Im
`  x ) )
2827fveq2d 5692 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( abs `  (
Im `  ( x  -  y ) ) )  =  ( abs `  ( Im `  x
) ) )
2918, 20subcld 9715 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( x  -  y
)  e.  CC )
30 absimle 12794 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  -  y )  e.  CC  ->  ( abs `  ( Im `  ( x  -  y
) ) )  <_ 
( abs `  (
x  -  y ) ) )
3129, 30syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( abs `  (
Im `  ( x  -  y ) ) )  <_  ( abs `  ( x  -  y
) ) )
3228, 31eqbrtrrd 4311 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( abs `  (
Im `  x )
)  <_  ( abs `  ( x  -  y
) ) )
3325abscld 12918 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( abs `  (
Im `  x )
)  e.  RR )
3429abscld 12918 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( abs `  (
x  -  y ) )  e.  RR )
3533, 34lenltd 9516 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( abs `  (
Im `  x )
)  <_  ( abs `  ( x  -  y
) )  <->  -.  ( abs `  ( x  -  y ) )  < 
( abs `  (
Im `  x )
) ) )
3632, 35mpbid 210 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  -.  ( abs `  (
x  -  y ) )  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) )
37 eqid 2441 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( abs 
o.  -  )  =  ( abs  o.  -  )
3837cnmetdval 20309 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  =  ( abs `  ( x  -  y
) ) )
3918, 20, 38syl2anc 656 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  =  ( abs `  ( x  -  y
) ) )
4039breq1d 4299 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( x ( abs  o.  -  )
y )  <  ( abs `  ( Im `  x ) )  <->  ( abs `  ( x  -  y
) )  <  ( abs `  ( Im `  x ) ) ) )
4136, 40mtbird 301 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  -.  ( x ( abs  o.  -  )
y )  <  ( abs `  ( Im `  x ) ) )
4241ex 434 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( y  e.  RR  ->  -.  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) ) )
4342con2d 115 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( ( x ( abs  o.  -  ) y )  <  ( abs `  (
Im `  x )
)  ->  -.  y  e.  RR ) )
4443adantr 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( x ( abs  o.  -  )
y )  <  ( abs `  ( Im `  x ) )  ->  -.  y  e.  RR ) )
4544impr 616 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) ) )  ->  -.  y  e.  RR )
4617, 45eldifd 3336 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  ( CC 
\  RR )  /\  ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) ) )  ->  y  e.  ( CC  \  RR ) )
4746ex 434 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( ( y  e.  CC  /\  ( x ( abs 
o.  -  ) y
)  <  ( abs `  ( Im `  x
) ) )  -> 
y  e.  ( CC 
\  RR ) ) )
4816, 47sylbid 215 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( y  e.  ( x (
ball `  ( abs  o. 
-  ) ) ( abs `  ( Im
`  x ) ) )  ->  y  e.  ( CC  \  RR ) ) )
4948ssrdv 3359 . . . . 5  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) ( abs `  (
Im `  x )
) )  C_  ( CC  \  RR ) )
50 oveq2 6098 . . . . . . 7  |-  ( y  =  ( abs `  (
Im `  x )
)  ->  ( x
( ball `  ( abs  o. 
-  ) ) y )  =  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) ( abs `  (
Im `  x )
) ) )
5150sseq1d 3380 . . . . . 6  |-  ( y  =  ( abs `  (
Im `  x )
)  ->  ( (
x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) y )  C_  ( CC  \  RR )  <->  ( x
( ball `  ( abs  o. 
-  ) ) ( abs `  ( Im
`  x ) ) )  C_  ( CC  \  RR ) ) )
5251rspcev 3070 . . . . 5  |-  ( ( ( abs `  (
Im `  x )
)  e.  RR+  /\  (
x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) ( abs `  (
Im `  x )
) )  C_  ( CC  \  RR ) )  ->  E. y  e.  RR+  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) y ) 
C_  ( CC  \  RR ) )
5310, 49, 52syl2anc 656 . . . 4  |-  ( x  e.  ( CC  \  RR )  ->  E. y  e.  RR+  ( x (
ball `  ( abs  o. 
-  ) ) y )  C_  ( CC  \  RR ) )
5453rgen 2779 . . 3  |-  A. x  e.  ( CC  \  RR ) E. y  e.  RR+  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) y ) 
C_  ( CC  \  RR )
55 recld2.1 . . . . . 6  |-  J  =  ( TopOpen ` fld )
5655cnfldtopn 20320 . . . . 5  |-  J  =  ( MetOpen `  ( abs  o. 
-  ) )
5756elmopn2 19979 . . . 4  |-  ( ( abs  o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )  ->  ( ( CC  \  RR )  e.  J  <->  ( ( CC  \  RR )  C_  CC  /\  A. x  e.  ( CC  \  RR ) E. y  e.  RR+  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) y ) 
C_  ( CC  \  RR ) ) ) )
5811, 57ax-mp 5 . . 3  |-  ( ( CC  \  RR )  e.  J  <->  ( ( CC  \  RR )  C_  CC  /\  A. x  e.  ( CC  \  RR ) E. y  e.  RR+  ( x ( ball `  ( abs  o.  -  ) ) y ) 
C_  ( CC  \  RR ) ) )
591, 54, 58mpbir2an 906 . 2  |-  ( CC 
\  RR )  e.  J
6055cnfldtop 20322 . . 3  |-  J  e. 
Top
61 ax-resscn 9335 . . 3  |-  RR  C_  CC
6256mopnuni 19975 . . . . 5  |-  ( ( abs  o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )  ->  CC  =  U. J )
6311, 62ax-mp 5 . . . 4  |-  CC  =  U. J
6463iscld2 18591 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  RR  C_  CC )  -> 
( RR  e.  (
Clsd `  J )  <->  ( CC  \  RR )  e.  J ) )
6560, 61, 64mp2an 667 . 2  |-  ( RR  e.  ( Clsd `  J
)  <->  ( CC  \  RR )  e.  J
)
6659, 65mpbir 209 1  |-  RR  e.  ( Clsd `  J )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1364    e. wcel 1761    =/= wne 2604   A.wral 2713   E.wrex 2714    \ cdif 3322    C_ wss 3325   U.cuni 4088   class class class wbr 4289    o. ccom 4840   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   CCcc 9276   RRcr 9277   0cc0 9278   RR*cxr 9413    < clt 9414    <_ cle 9415    - cmin 9591   RR+crp 10987   Imcim 12583   abscabs 12719   TopOpenctopn 14356   *Metcxmt 17760   ballcbl 17762  ℂfldccnfld 17777   Topctop 18457   Clsdccld 18579
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-rep 4400  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355  ax-pre-sup 9356
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-int 4126  df-iun 4170  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-oadd 6920  df-er 7097  df-map 7212  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-sup 7687  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-div 9990  df-nn 10319  df-2 10376  df-3 10377  df-4 10378  df-5 10379  df-6 10380  df-7 10381  df-8 10382  df-9 10383  df-10 10384  df-n0 10576  df-z 10643  df-dec 10752  df-uz 10858  df-q 10950  df-rp 10988  df-xneg 11085  df-xadd 11086  df-xmul 11087  df-fz 11434  df-seq 11803  df-exp 11862  df-cj 12584  df-re 12585  df-im 12586  df-sqr 12720  df-abs 12721  df-struct 14172  df-ndx 14173  df-slot 14174  df-base 14175  df-plusg 14247  df-mulr 14248  df-starv 14249  df-tset 14253  df-ple 14254  df-ds 14256  df-unif 14257  df-rest 14357  df-topn 14358  df-topgen 14378  df-psmet 17768  df-xmet 17769  df-met 17770  df-bl 17771  df-mopn 17772  df-cnfld 17778  df-top 18462  df-bases 18464  df-topon 18465  df-topsp 18466  df-cld 18582  df-xms 19854  df-ms 19855
This theorem is referenced by:  zcld2  20351  rellycmp  20488  recmet  20793  ishl2  20841  recms  20843  logdmopn  22053  dvtanlem  28366  dvasin  28405  dvacos  28406  dvreasin  28407  dvreacos  28408
  Copyright terms: Public domain W3C validator