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Theorem ioorrnopnlem

Description: The a point in an indexed product of open intervals is contained in an open ball that is contained in the indexed product of open intervals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021)

Ref Expression
Hypotheses ioorrnopnlem.x φXFin
ioorrnopnlem.n φX
ioorrnopnlem.a φA:X
ioorrnopnlem.b φB:X
ioorrnopnlem.f φFiXAiBi
ioorrnopnlem.h H=raniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
ioorrnopnlem.e E=supH<
ioorrnopnlem.v V=FballDE
ioorrnopnlem.d D=fX,gXkXfkgk2
Assertion ioorrnopnlem φvTopOpenmsupFvviXAiBi

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ioorrnopnlem.x φXFin
2 ioorrnopnlem.n φX
3 ioorrnopnlem.a φA:X
4 ioorrnopnlem.b φB:X
5 ioorrnopnlem.f φFiXAiBi
6 ioorrnopnlem.h H=raniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
7 ioorrnopnlem.e E=supH<
8 ioorrnopnlem.v V=FballDE
9 ioorrnopnlem.d D=fX,gXkXfkgk2
10 1 9 rrndsxmet φD∞MetX
11 nfv iφ
12 reex V
13 12 a1i φV
14 ioossre AiBi
15 14 a1i φiXAiBi
16 11 13 15 ixpssmapc φiXAiBiX
17 16 5 sseldd φFX
18 6 a1i φH=raniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
19 4 ffvelcdmda φiXBi
20 5 adantr φiXFiXAiBi
21 simpr φiXiX
22 fvixp2 FiXAiBiiXFiAiBi
23 20 21 22 syl2anc φiXFiAiBi
24 14 23 sselid φiXFi
25 19 24 resubcld φiXBiFi
26 3 ffvelcdmda φiXAi
27 26 rexrd φiXAi*
28 19 rexrd φiXBi*
29 iooltub Ai*Bi*FiAiBiFi<Bi
30 27 28 23 29 syl3anc φiXFi<Bi
31 24 19 posdifd φiXFi<Bi0<BiFi
32 30 31 mpbid φiX0<BiFi
33 25 32 elrpd φiXBiFi+
34 24 26 resubcld φiXFiAi
35 ioogtlb Ai*Bi*FiAiBiAi<Fi
36 27 28 23 35 syl3anc φiXAi<Fi
37 26 24 posdifd φiXAi<Fi0<FiAi
38 36 37 mpbid φiX0<FiAi
39 34 38 elrpd φiXFiAi+
40 33 39 ifcld φiXifBiFiFiAiBiFiFiAi+
41 40 ralrimiva φiXifBiFiFiAiBiFiFiAi+
42 eqid iXifBiFiFiAiBiFiFiAi=iXifBiFiFiAiBiFiFiAi
43 42 rnmptss iXifBiFiFiAiBiFiFiAi+raniXifBiFiFiAiBiFiFiAi+
44 41 43 syl φraniXifBiFiFiAiBiFiFiAi+
45 18 44 eqsstrd φH+
46 ltso <Or
47 46 a1i φ<Or
48 42 rnmptfi XFinraniXifBiFiFiAiBiFiFiAiFin
49 1 48 syl φraniXifBiFiFiAiBiFiFiAiFin
50 6 49 eqeltrid φHFin
51 11 40 42 2 rnmptn0 φraniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
52 18 51 eqnetrd φH
53 rpssre +
54 53 a1i φ+
55 45 54 sstrd φH
56 fiinfcl <OrHFinHHsupH<H
57 47 50 52 55 56 syl13anc φsupH<H
58 45 57 sseldd φsupH<+
59 7 58 eqeltrid φE+
60 rpxr E+E*
61 59 60 syl φE*
62 eqid MetOpenD=MetOpenD
63 62 blopn D∞MetXFXE*FballDEMetOpenD
64 10 17 61 63 syl3anc φFballDEMetOpenD
65 8 a1i φV=FballDE
66 1 rrxtopnfi φTopOpenmsup=MetOpenfX,gXkXfkgk2
67 9 eqcomi fX,gXkXfkgk2=D
68 67 a1i φfX,gXkXfkgk2=D
69 68 fveq2d φMetOpenfX,gXkXfkgk2=MetOpenD
70 66 69 eqtrd φTopOpenmsup=MetOpenD
71 65 70 eleq12d φVTopOpenmsupFballDEMetOpenD
72 64 71 mpbird φVTopOpenmsup
73 xmetpsmet D∞MetXDPsMetX
74 10 73 syl φDPsMetX
75 blcntrps DPsMetXFXE+FFballDE
76 74 17 59 75 syl3anc φFFballDE
77 65 eqcomd φFballDE=V
78 76 77 eleqtrd φFV
79 nfv gφ
80 elmapfn gXgFnX
81 80 3ad2ant2 φgXFDg<EgFnX
82 27 3ad2antl1 φgXFDg<EiXAi*
83 28 3ad2antl1 φgXFDg<EiXBi*
84 simpl2 φgXFDg<EiXgX
85 simpr φgXFDg<EiXiX
86 elmapi gXg:X
87 86 adantr gXiXg:X
88 simpr gXiXiX
89 87 88 ffvelcdmd gXiXgi
90 84 85 89 syl2anc φgXFDg<EiXgi
91 26 3ad2antl1 φgXFDg<EiXAi
92 53 59 sselid φE
93 92 adantr φiXE
94 24 93 resubcld φiXFiE
95 94 3ad2antl1 φgXFDg<EiXFiE
96 53 40 sselid φiXifBiFiFiAiBiFiFiAi
97 7 a1i φE=supH<
98 infxrrefi HHFinHsupH*<=supH<
99 55 50 52 98 syl3anc φsupH*<=supH<
100 99 eqcomd φsupH<=supH*<
101 97 100 eqtrd φE=supH*<
102 101 adantr φiXE=supH*<
103 ressxr *
104 103 a1i φ*
105 55 104 sstrd φH*
106 105 adantr φiXH*
107 40 elexd φiXifBiFiFiAiBiFiFiAiV
108 42 elrnmpt1 iXifBiFiFiAiBiFiFiAiVifBiFiFiAiBiFiFiAiraniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
109 21 107 108 syl2anc φiXifBiFiFiAiBiFiFiAiraniXifBiFiFiAiBiFiFiAi
110 109 6 eleqtrrdi φiXifBiFiFiAiBiFiFiAiH
111 infxrlb H*ifBiFiFiAiBiFiFiAiHsupH*<ifBiFiFiAiBiFiFiAi
112 106 110 111 syl2anc φiXsupH*<ifBiFiFiAiBiFiFiAi
113 102 112 eqbrtrd φiXEifBiFiFiAiBiFiFiAi
114 min2 BiFiFiAiifBiFiFiAiBiFiFiAiFiAi
115 25 34 114 syl2anc φiXifBiFiFiAiBiFiFiAiFiAi
116 93 96 34 113 115 letrd φiXEFiAi
117 93 24 26 116 lesubd φiXAiFiE
118 117 3ad2antl1 φgXFDg<EiXAiFiE
119 24 adantlr φgXiXFi
120 89 adantll φgXiXgi
121 119 120 resubcld φgXiXFigi
122 121 3adantl3 φgXFDg<EiXFigi
123 1 9 rrndsmet φDMetX
124 123 ad2antrr φgXiXDMetX
125 17 ad2antrr φgXiXFX
126 simplr φgXiXgX
127 metcl DMetXFXgXFDg
128 124 125 126 127 syl3anc φgXiXFDg
129 128 3adantl3 φgXFDg<EiXFDg
130 93 adantlr φgXiXE
131 130 3adantl3 φgXFDg<EiXE
132 121 recnd φgXiXFigi
133 132 abscld φgXiXFigi
134 121 leabsd φgXiXFigiFigi
135 1 ad2antrr φgXiXXFin
136 ixpf FiXAiBiF:XiXAiBi
137 5 136 syl φF:XiXAiBi
138 15 ralrimiva φiXAiBi
139 iunss iXAiBiiXAiBi
140 138 139 sylibr φiXAiBi
141 137 140 fssd φF:X
142 141 ad2antrr φgXiXF:X
143 126 86 syl φgXiXg:X
144 simpr φgXiXiX
145 eqid distmsup=distmsup
146 135 142 143 144 145 rrnprjdstle φgXiXFigiFdistmsupg
147 eqid msup=msup
148 eqid X=X
149 147 148 rrxdsfi XFindistmsup=fX,gXkXfkgk2
150 1 149 syl φdistmsup=fX,gXkXfkgk2
151 150 68 eqtrd φdistmsup=D
152 151 oveqd φFdistmsupg=FDg
153 152 ad2antrr φgXiXFdistmsupg=FDg
154 146 153 breqtrd φgXiXFigiFDg
155 121 133 128 134 154 letrd φgXiXFigiFDg
156 155 3adantl3 φgXFDg<EiXFigiFDg
157 simpl3 φgXFDg<EiXFDg<E
158 122 129 131 156 157 lelttrd φgXFDg<EiXFigi<E
159 ltsub23 FigiEFigi<EFiE<gi
160 119 120 130 159 syl3anc φgXiXFigi<EFiE<gi
161 160 3adantl3 φgXFDg<EiXFigi<EFiE<gi
162 158 161 mpbid φgXFDg<EiXFiE<gi
163 91 95 90 118 162 lelttrd φgXFDg<EiXAi<gi
164 24 93 readdcld φiXFi+E
165 164 3ad2antl1 φgXFDg<EiXFi+E
166 19 3ad2antl1 φgXFDg<EiXBi
167 120 119 resubcld φgXiXgiFi
168 167 3adantl3 φgXFDg<EiXgiFi
169 167 leabsd φgXiXgiFigiFi
170 120 recnd φgXiXgi
171 119 recnd φgXiXFi
172 170 171 abssubd φgXiXgiFi=Figi
173 169 172 breqtrd φgXiXgiFiFigi
174 167 133 128 173 154 letrd φgXiXgiFiFDg
175 174 3adantl3 φgXFDg<EiXgiFiFDg
176 168 129 131 175 157 lelttrd φgXFDg<EiXgiFi<E
177 119 3adantl3 φgXFDg<EiXFi
178 90 177 131 ltsubadd2d φgXFDg<EiXgiFi<Egi<Fi+E
179 176 178 mpbid φgXFDg<EiXgi<Fi+E
180 min1 BiFiFiAiifBiFiFiAiBiFiFiAiBiFi
181 25 34 180 syl2anc φiXifBiFiFiAiBiFiFiAiBiFi
182 93 96 25 113 181 letrd φiXEBiFi
183 24 93 19 leaddsub2d φiXFi+EBiEBiFi
184 182 183 mpbird φiXFi+EBi
185 184 3ad2antl1 φgXFDg<EiXFi+EBi
186 90 165 166 179 185 ltletrd φgXFDg<EiXgi<Bi
187 82 83 90 163 186 eliood φgXFDg<EiXgiAiBi
188 187 ralrimiva φgXFDg<EiXgiAiBi
189 81 188 jca φgXFDg<EgFnXiXgiAiBi
190 vex gV
191 190 elixp giXAiBigFnXiXgiAiBi
192 189 191 sylibr φgXFDg<EgiXAiBi
193 79 74 17 61 192 ballss3 φFballDEiXAiBi
194 65 193 eqsstrd φViXAiBi
195 78 194 jca φFVViXAiBi
196 eleq2 v=VFvFV
197 sseq1 v=VviXAiBiViXAiBi
198 196 197 anbi12d v=VFvviXAiBiFVViXAiBi
199 198 rspcev VTopOpenmsupFVViXAiBivTopOpenmsupFvviXAiBi
200 72 195 199 syl2anc φvTopOpenmsupFvviXAiBi