Metamath Proof Explorer


Theorem rrhre

Description: The RRHom homomorphism for the real numbers structure is the identity. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Oct-2017)

Ref Expression
Assertion rrhre ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld = I ↾ ℝ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 uniretop ⊢ ℝ = ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
2 rehaus ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Haus
3 2 a1i ⊢ ⊤ → topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Haus
4 rerrext ⊢ ℝ fld ∈ ℝExt
5 eqid ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = topGen ⁡ ran ⁡ .
6 retopn ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℝ fld
7 5 6 rrhcne ⊢ ℝ fld ∈ ℝExt → ℝHom ⁡ ℝ fld ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
8 4 7 mp1i ⊢ ⊤ → ℝHom ⁡ ℝ fld ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
9 retop ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
10 1 toptopon ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ↔ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ
11 9 10 mpbi ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ
12 idcn ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ → I ↾ ℝ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
13 11 12 ax-mp ⊢ I ↾ ℝ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
14 13 a1i ⊢ ⊤ → I ↾ ℝ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
15 9 a1i ⊢ ⊤ → topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
16 f1oi ⊢ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ 1-1 onto ℚ
17 f1of ⊢ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ 1-1 onto ℚ → I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℚ
18 16 17 ax-mp ⊢ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℚ
19 qssre ⊢ ℚ ⊆ ℝ
20 fss ⊢ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℚ ∧ ℚ ⊆ ℝ → I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℝ
21 18 19 20 mp2an ⊢ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℝ
22 21 a1i ⊢ ⊤ → I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℝ
23 19 a1i ⊢ ⊤ → ℚ ⊆ ℝ
24 qdensere ⊢ cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ = ℝ
25 24 a1i ⊢ ⊤ → cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ = ℝ
26 9 a1i ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
27 simplr ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
28 simpr ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → x ∈ a
29 opnneip ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → a ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x
30 26 27 28 29 syl3anc ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → a ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x
31 fvex ⊢ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ∈ V
32 qex ⊢ ℚ ∈ V
33 elrestr ⊢ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ∈ V ∧ ℚ ∈ V ∧ a ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x → a ∩ ℚ ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ
34 31 32 33 mp3an12 ⊢ a ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x → a ∩ ℚ ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ
35 30 34 syl ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → a ∩ ℚ ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ
36 inss2 ⊢ a ∩ ℚ ⊆ ℚ
37 resiima ⊢ a ∩ ℚ ⊆ ℚ → I ↾ ℚ a ∩ ℚ = a ∩ ℚ
38 36 37 ax-mp ⊢ I ↾ ℚ a ∩ ℚ = a ∩ ℚ
39 inss1 ⊢ a ∩ ℚ ⊆ a
40 38 39 eqsstri ⊢ I ↾ ℚ a ∩ ℚ ⊆ a
41 40 a1i ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → I ↾ ℚ a ∩ ℚ ⊆ a
42 imaeq2 ⊢ b = a ∩ ℚ → I ↾ ℚ b = I ↾ ℚ a ∩ ℚ
43 42 sseq1d ⊢ b = a ∩ ℚ → I ↾ ℚ b ⊆ a ↔ I ↾ ℚ a ∩ ℚ ⊆ a
44 43 rspcev ⊢ a ∩ ℚ ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∧ I ↾ ℚ a ∩ ℚ ⊆ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
45 35 41 44 syl2anc ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
46 45 ex ⊢ x ∈ ℝ ∧ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
47 46 ralrimiva ⊢ x ∈ ℝ → ∀ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
48 47 ancli ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ ℝ ∧ ∀ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
49 24 eleq2i ⊢ x ∈ cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ ↔ x ∈ ℝ
50 49 biimpri ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ
51 trnei ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ ∧ ℚ ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ → x ∈ cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ ↔ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∈ Fil ⁡ ℚ
52 11 19 51 mp3an12 ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ cls ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚ ↔ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∈ Fil ⁡ ℚ
53 50 52 mpbid ⊢ x ∈ ℝ → nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∈ Fil ⁡ ℚ
54 isflf ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ ∧ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∈ Fil ⁡ ℚ ∧ I ↾ ℚ : ℚ ⟶ ℝ → x ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ ↔ x ∈ ℝ ∧ ∀ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
55 11 21 54 mp3an13 ⊢ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ∈ Fil ⁡ ℚ → x ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ ↔ x ∈ ℝ ∧ ∀ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
56 53 55 syl ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ ↔ x ∈ ℝ ∧ ∀ a ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . x ∈ a → ∃ b ∈ nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ I ↾ ℚ b ⊆ a
57 48 56 mpbird ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ
58 57 ne0d ⊢ x ∈ ℝ → topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ ≠ ∅
59 58 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℝ → topGen ⁡ ran ⁡ . fLimf nei ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ x ↾ 𝑡 ℚ ⁡ I ↾ ℚ ≠ ∅
60 recusp ⊢ ℝ fld ∈ CUnifSp
61 cuspusp ⊢ ℝ fld ∈ CUnifSp → ℝ fld ∈ UnifSp
62 60 61 ax-mp ⊢ ℝ fld ∈ UnifSp
63 6 uspreg ⊢ ℝ fld ∈ UnifSp ∧ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Haus → topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Reg
64 62 2 63 mp2an ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Reg
65 64 a1i ⊢ ⊤ → topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Reg
66 resabs1 ⊢ ℚ ⊆ ℝ → I ↾ ℝ ↾ ℚ = I ↾ ℚ
67 19 66 ax-mp ⊢ I ↾ ℝ ↾ ℚ = I ↾ ℚ
68 1 cnrest ⊢ I ↾ ℝ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . Cn topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ ℚ ⊆ ℝ → I ↾ ℝ ↾ ℚ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↾ 𝑡 ℚ Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
69 13 19 68 mp2an ⊢ I ↾ ℝ ↾ ℚ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↾ 𝑡 ℚ Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
70 67 69 eqeltrri ⊢ I ↾ ℚ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↾ 𝑡 ℚ Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
71 70 a1i ⊢ ⊤ → I ↾ ℚ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↾ 𝑡 ℚ Cn topGen ⁡ ran ⁡ .
72 1 1 15 3 22 23 25 59 65 71 cnextfres1 ⊢ ⊤ → topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ I ↾ ℚ ↾ ℚ = I ↾ ℚ
73 72 mptru ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ I ↾ ℚ ↾ ℚ = I ↾ ℚ
74 recms ⊢ ℝ fld ∈ CMetSp
75 74 elexi ⊢ ℝ fld ∈ V
76 5 6 rrhval ⊢ ℝ fld ∈ V → ℝHom ⁡ ℝ fld = topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚHom ⁡ ℝ fld
77 75 76 ax-mp ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld = topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚHom ⁡ ℝ fld
78 qqhre ⊢ ℚHom ⁡ ℝ fld = I ↾ ℚ
79 78 fveq2i ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ ℚHom ⁡ ℝ fld = topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ I ↾ ℚ
80 77 79 eqtri ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld = topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ I ↾ ℚ
81 80 reseq1i ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld ↾ ℚ = topGen ⁡ ran ⁡ . CnExt topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ I ↾ ℚ ↾ ℚ
82 73 81 67 3eqtr4i ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld ↾ ℚ = I ↾ ℝ ↾ ℚ
83 82 a1i ⊢ ⊤ → ℝHom ⁡ ℝ fld ↾ ℚ = I ↾ ℝ ↾ ℚ
84 1 3 8 14 83 23 25 hauseqcn ⊢ ⊤ → ℝHom ⁡ ℝ fld = I ↾ ℝ
85 84 mptru ⊢ ℝHom ⁡ ℝ fld = I ↾ ℝ