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Theorem cmetss

Description: A subspace of a complete metric space is complete iff it is closed in the parent space. Theorem 1.4-7 of Kreyszig p. 30. (Contributed by NM, 28-Jan-2008) (Revised by Mario Carneiro, 15-Oct-2015) (Proof shortened by AV, 9-Oct-2022)

Ref Expression
Hypothesis metsscmetcld.j J = MetOpen D
Assertion cmetss D CMet X D Y × Y CMet Y Y Clsd J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 metsscmetcld.j J = MetOpen D
2 cmetmet D CMet X D Met X
3 1 metsscmetcld D Met X D Y × Y CMet Y Y Clsd J
4 2 3 sylan D CMet X D Y × Y CMet Y Y Clsd J
5 2 adantr D CMet X Y Clsd J D Met X
6 eqid J = J
7 6 cldss Y Clsd J Y J
8 7 adantl D CMet X Y Clsd J Y J
9 metxmet D Met X D ∞Met X
10 1 mopnuni D ∞Met X X = J
11 5 9 10 3syl D CMet X Y Clsd J X = J
12 8 11 sseqtrrd D CMet X Y Clsd J Y X
13 metres2 D Met X Y X D Y × Y Met Y
14 5 12 13 syl2anc D CMet X Y Clsd J D Y × Y Met Y
15 2 9 syl D CMet X D ∞Met X
16 15 ad2antrr D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y D ∞Met X
17 12 adantr D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y Y X
18 eqid D Y × Y = D Y × Y
19 eqid MetOpen D Y × Y = MetOpen D Y × Y
20 18 1 19 metrest D ∞Met X Y X J 𝑡 Y = MetOpen D Y × Y
21 16 17 20 syl2anc D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J 𝑡 Y = MetOpen D Y × Y
22 21 eqcomd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y = J 𝑡 Y
23 metxmet D Y × Y Met Y D Y × Y ∞Met Y
24 14 23 syl D CMet X Y Clsd J D Y × Y ∞Met Y
25 cfilfil D Y × Y ∞Met Y f CauFil D Y × Y f Fil Y
26 24 25 sylan D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f Fil Y
27 elfvdm D CMet X X dom CMet
28 27 ad2antrr D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y X dom CMet
29 trfg f Fil Y Y X X dom CMet X filGen f 𝑡 Y = f
30 26 17 28 29 syl3anc D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y X filGen f 𝑡 Y = f
31 30 eqcomd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f = X filGen f 𝑡 Y
32 22 31 oveq12d D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y fLim f = J 𝑡 Y fLim X filGen f 𝑡 Y
33 1 mopntopon D ∞Met X J TopOn X
34 16 33 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J TopOn X
35 filfbas f Fil Y f fBas Y
36 26 35 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f fBas Y
37 filsspw f Fil Y f 𝒫 Y
38 26 37 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f 𝒫 Y
39 17 sspwd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y 𝒫 Y 𝒫 X
40 38 39 sstrd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f 𝒫 X
41 fbasweak f fBas Y f 𝒫 X X dom CMet f fBas X
42 36 40 28 41 syl3anc D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f fBas X
43 fgcl f fBas X X filGen f Fil X
44 42 43 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y X filGen f Fil X
45 ssfg f fBas X f X filGen f
46 42 45 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y f X filGen f
47 filtop f Fil Y Y f
48 26 47 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y Y f
49 46 48 sseldd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y Y X filGen f
50 flimrest J TopOn X X filGen f Fil X Y X filGen f J 𝑡 Y fLim X filGen f 𝑡 Y = J fLim X filGen f Y
51 34 44 49 50 syl3anc D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J 𝑡 Y fLim X filGen f 𝑡 Y = J fLim X filGen f Y
52 flimclsi Y X filGen f J fLim X filGen f cls J Y
53 49 52 syl D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J fLim X filGen f cls J Y
54 cldcls Y Clsd J cls J Y = Y
55 54 ad2antlr D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y cls J Y = Y
56 53 55 sseqtrd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J fLim X filGen f Y
57 df-ss J fLim X filGen f Y J fLim X filGen f Y = J fLim X filGen f
58 56 57 sylib D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J fLim X filGen f Y = J fLim X filGen f
59 32 51 58 3eqtrd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y fLim f = J fLim X filGen f
60 simpll D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y D CMet X
61 5 9 syl D CMet X Y Clsd J D ∞Met X
62 cfilresi D ∞Met X f CauFil D Y × Y X filGen f CauFil D
63 61 62 sylan D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y X filGen f CauFil D
64 1 cmetcvg D CMet X X filGen f CauFil D J fLim X filGen f
65 60 63 64 syl2anc D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y J fLim X filGen f
66 59 65 eqnetrd D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y fLim f
67 66 ralrimiva D CMet X Y Clsd J f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y fLim f
68 19 iscmet D Y × Y CMet Y D Y × Y Met Y f CauFil D Y × Y MetOpen D Y × Y fLim f
69 14 67 68 sylanbrc D CMet X Y Clsd J D Y × Y CMet Y
70 4 69 impbida D CMet X D Y × Y CMet Y Y Clsd J