Metamath Proof Explorer


Theorem met2ndci

Description: A separable metric space (a metric space with a countable dense subset) is second-countable. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2015)

Ref Expression
Hypothesis methaus.1 J=MetOpenD
Assertion met2ndci D∞MetXAXAωclsJA=XJ2nd𝜔

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 methaus.1 J=MetOpenD
2 1 mopntop D∞MetXJTop
3 2 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XJTop
4 simpll D∞MetXAXAωclsJA=XxyAD∞MetX
5 simplr1 D∞MetXAXAωclsJA=XxyAAX
6 simprr D∞MetXAXAωclsJA=XxyAyA
7 5 6 sseldd D∞MetXAXAωclsJA=XxyAyX
8 simprl D∞MetXAXAωclsJA=XxyAx
9 8 nnrpd D∞MetXAXAωclsJA=XxyAx+
10 9 rpreccld D∞MetXAXAωclsJA=XxyA1x+
11 10 rpxrd D∞MetXAXAωclsJA=XxyA1x*
12 1 blopn D∞MetXyX1x*yballD1xJ
13 4 7 11 12 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XxyAyballD1xJ
14 13 ralrimivva D∞MetXAXAωclsJA=XxyAyballD1xJ
15 eqid x,yAyballD1x=x,yAyballD1x
16 15 fmpo xyAyballD1xJx,yAyballD1x:×AJ
17 14 16 sylib D∞MetXAXAωclsJA=Xx,yAyballD1x:×AJ
18 17 frnd D∞MetXAXAωclsJA=Xranx,yAyballD1xJ
19 simpll D∞MetXAXAωclsJA=XuJzuD∞MetX
20 simprl D∞MetXAXAωclsJA=XuJzuuJ
21 simprr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzuzu
22 1 mopni2 D∞MetXuJzur+zballDru
23 19 20 21 22 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDru
24 simprl D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrur+
25 24 rphalfcld D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrur2+
26 elrp r2+r20<r2
27 nnrecl r20<r2n1n<r2
28 26 27 sylbi r2+n1n<r2
29 25 28 syl D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2
30 3 ad2antrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2JTop
31 simpr1 D∞MetXAXAωclsJA=XAX
32 31 ad2antrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2AX
33 1 mopnuni D∞MetXX=J
34 33 ad3antrrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2X=J
35 32 34 sseqtrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2AJ
36 simplrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zu
37 simplrl D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2uJ
38 elunii zuuJzJ
39 36 37 38 syl2anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zJ
40 39 34 eleqtrrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zX
41 simpr3 D∞MetXAXAωclsJA=XclsJA=X
42 41 ad2antrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2clsJA=X
43 40 42 eleqtrrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zclsJA
44 19 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2D∞MetX
45 simprrl D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2n
46 45 nnrpd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2n+
47 46 rpreccld D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r21n+
48 47 rpxrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r21n*
49 1 blopn D∞MetXzX1n*zballD1nJ
50 44 40 48 49 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zballD1nJ
51 blcntr D∞MetXzX1n+zzballD1n
52 44 40 47 51 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zzballD1n
53 eqid J=J
54 53 clsndisj JTopAJzclsJAzballD1nJzzballD1nzballD1nA
55 30 35 43 50 52 54 syl32anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zballD1nA
56 n0 zballD1nAttzballD1nA
57 55 56 sylib D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2ttzballD1nA
58 45 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAn
59 simpr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtzballD1nA
60 59 elin2d D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtA
61 eqidd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballD1n=tballD1n
62 oveq2 x=n1x=1n
63 62 oveq2d x=nyballD1x=yballD1n
64 63 eqeq2d x=ntballD1n=yballD1xtballD1n=yballD1n
65 oveq1 y=tyballD1n=tballD1n
66 65 eqeq2d y=ttballD1n=yballD1ntballD1n=tballD1n
67 64 66 rspc2ev ntAtballD1n=tballD1nxyAtballD1n=yballD1x
68 58 60 61 67 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAxyAtballD1n=yballD1x
69 ovex tballD1nV
70 eqeq1 z=tballD1nz=yballD1xtballD1n=yballD1x
71 70 2rexbidv z=tballD1nxyAz=yballD1xxyAtballD1n=yballD1x
72 15 rnmpo ranx,yAyballD1x=z|xyAz=yballD1x
73 69 71 72 elab2 tballD1nranx,yAyballD1xxyAtballD1n=yballD1x
74 68 73 sylibr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballD1nranx,yAyballD1x
75 59 elin1d D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtzballD1n
76 44 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAD∞MetX
77 48 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nA1n*
78 40 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAzX
79 32 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAAX
80 79 60 sseldd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtX
81 blcom D∞MetX1n*zXtXtzballD1nztballD1n
82 76 77 78 80 81 syl22anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtzballD1nztballD1n
83 75 82 mpbid D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAztballD1n
84 simprll D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2r+
85 84 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAr+
86 85 rphalfcld D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAr2+
87 86 rpxrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAr2*
88 simprrr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r21n<r2
89 84 rphalfcld D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2r2+
90 rpre 1n+1n
91 rpre r2+r2
92 ltle 1nr21n<r21nr2
93 90 91 92 syl2an 1n+r2+1n<r21nr2
94 47 89 93 syl2anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r21n<r21nr2
95 88 94 mpd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r21nr2
96 95 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nA1nr2
97 ssbl D∞MetXtX1n*r2*1nr2tballD1ntballDr2
98 76 80 77 87 96 97 syl221anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballD1ntballDr2
99 85 rpred D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAr
100 98 83 sseldd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAztballDr2
101 blhalf D∞MetXtXrztballDr2tballDr2zballDr
102 76 80 99 100 101 syl22anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballDr2zballDr
103 simprlr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2zballDru
104 103 adantr D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAzballDru
105 102 104 sstrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballDr2u
106 98 105 sstrd D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAtballD1nu
107 eleq2 w=tballD1nzwztballD1n
108 sseq1 w=tballD1nwutballD1nu
109 107 108 anbi12d w=tballD1nzwwuztballD1ntballD1nu
110 109 rspcev tballD1nranx,yAyballD1xztballD1ntballD1nuwranx,yAyballD1xzwwu
111 74 83 106 110 syl12anc D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2tzballD1nAwranx,yAyballD1xzwwu
112 57 111 exlimddv D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2wranx,yAyballD1xzwwu
113 112 anassrs D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDrun1n<r2wranx,yAyballD1xzwwu
114 29 113 rexlimddv D∞MetXAXAωclsJA=XuJzur+zballDruwranx,yAyballD1xzwwu
115 23 114 rexlimddv D∞MetXAXAωclsJA=XuJzuwranx,yAyballD1xzwwu
116 115 ralrimivva D∞MetXAXAωclsJA=XuJzuwranx,yAyballD1xzwwu
117 basgen2 JTopranx,yAyballD1xJuJzuwranx,yAyballD1xzwwutopGenranx,yAyballD1x=J
118 3 18 116 117 syl3anc D∞MetXAXAωclsJA=XtopGenranx,yAyballD1x=J
119 118 3 eqeltrd D∞MetXAXAωclsJA=XtopGenranx,yAyballD1xTop
120 tgclb ranx,yAyballD1xTopBasestopGenranx,yAyballD1xTop
121 119 120 sylibr D∞MetXAXAωclsJA=Xranx,yAyballD1xTopBases
122 omelon ωOn
123 simpr2 D∞MetXAXAωclsJA=XAω
124 nnex V
125 124 xpdom2 Aω×A×ω
126 123 125 syl D∞MetXAXAωclsJA=X×A×ω
127 nnenom ω
128 omex ωV
129 128 enref ωω
130 xpen ωωω×ωω×ω
131 127 129 130 mp2an ×ωω×ω
132 xpomen ω×ωω
133 131 132 entri ×ωω
134 domentr ×A×ω×ωω×Aω
135 126 133 134 sylancl D∞MetXAXAωclsJA=X×Aω
136 ondomen ωOn×Aω×Adomcard
137 122 135 136 sylancr D∞MetXAXAωclsJA=X×Adomcard
138 17 ffnd D∞MetXAXAωclsJA=Xx,yAyballD1xFn×A
139 dffn4 x,yAyballD1xFn×Ax,yAyballD1x:×Aontoranx,yAyballD1x
140 138 139 sylib D∞MetXAXAωclsJA=Xx,yAyballD1x:×Aontoranx,yAyballD1x
141 fodomnum ×Adomcardx,yAyballD1x:×Aontoranx,yAyballD1xranx,yAyballD1x×A
142 137 140 141 sylc D∞MetXAXAωclsJA=Xranx,yAyballD1x×A
143 domtr ranx,yAyballD1x×A×Aωranx,yAyballD1xω
144 142 135 143 syl2anc D∞MetXAXAωclsJA=Xranx,yAyballD1xω
145 2ndci ranx,yAyballD1xTopBasesranx,yAyballD1xωtopGenranx,yAyballD1x2nd𝜔
146 121 144 145 syl2anc D∞MetXAXAωclsJA=XtopGenranx,yAyballD1x2nd𝜔
147 118 146 eqeltrrd D∞MetXAXAωclsJA=XJ2nd𝜔