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Theorem rrntotbnd

Description: A set in Euclidean space is totally bounded iff its is bounded. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Revised by Mario Carneiro, 16-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses rrntotbnd.1 X = I
rrntotbnd.2 M = n I Y × Y
Assertion rrntotbnd I Fin M TotBnd Y M Bnd Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrntotbnd.1 X = I
2 rrntotbnd.2 M = n I Y × Y
3 eqid fld 𝑠 𝑠 I = fld 𝑠 𝑠 I
4 eqid dist fld 𝑠 𝑠 I = dist fld 𝑠 𝑠 I
5 3 4 1 repwsmet I Fin dist fld 𝑠 𝑠 I Met X
6 1 rrnmet I Fin n I Met X
7 hashcl I Fin I 0
8 nn0re I 0 I
9 nn0ge0 I 0 0 I
10 8 9 resqrtcld I 0 I
11 7 10 syl I Fin I
12 8 9 sqrtge0d I 0 0 I
13 7 12 syl I Fin 0 I
14 11 13 ge0p1rpd I Fin I + 1 +
15 1rp 1 +
16 15 a1i I Fin 1 +
17 metcl n I Met X x X y X x n I y
18 17 3expb n I Met X x X y X x n I y
19 6 18 sylan I Fin x X y X x n I y
20 11 adantr I Fin x X y X I
21 5 adantr I Fin x X y X dist fld 𝑠 𝑠 I Met X
22 simprl I Fin x X y X x X
23 simprr I Fin x X y X y X
24 metcl dist fld 𝑠 𝑠 I Met X x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y
25 metge0 dist fld 𝑠 𝑠 I Met X x X y X 0 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
26 24 25 jca dist fld 𝑠 𝑠 I Met X x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y 0 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
27 21 22 23 26 syl3anc I Fin x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y 0 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
28 27 simpld I Fin x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y
29 20 28 remulcld I Fin x X y X I x dist fld 𝑠 𝑠 I y
30 peano2re I I + 1
31 11 30 syl I Fin I + 1
32 31 adantr I Fin x X y X I + 1
33 32 28 remulcld I Fin x X y X I + 1 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
34 id I Fin I Fin
35 3 4 1 34 rrnequiv I Fin x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y x n I y x n I y I x dist fld 𝑠 𝑠 I y
36 35 simprd I Fin x X y X x n I y I x dist fld 𝑠 𝑠 I y
37 20 lep1d I Fin x X y X I I + 1
38 lemul1a I I + 1 x dist fld 𝑠 𝑠 I y 0 x dist fld 𝑠 𝑠 I y I I + 1 I x dist fld 𝑠 𝑠 I y I + 1 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
39 20 32 27 37 38 syl31anc I Fin x X y X I x dist fld 𝑠 𝑠 I y I + 1 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
40 19 29 33 36 39 letrd I Fin x X y X x n I y I + 1 x dist fld 𝑠 𝑠 I y
41 35 simpld I Fin x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y x n I y
42 19 recnd I Fin x X y X x n I y
43 42 mulid2d I Fin x X y X 1 x n I y = x n I y
44 41 43 breqtrrd I Fin x X y X x dist fld 𝑠 𝑠 I y 1 x n I y
45 eqid dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y = dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y
46 ax-resscn
47 3 45 cnpwstotbnd I Fin dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y TotBnd Y dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y Bnd Y
48 46 47 mpan I Fin dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y TotBnd Y dist fld 𝑠 𝑠 I Y × Y Bnd Y
49 5 6 14 16 40 44 45 2 48 equivbnd2 I Fin M TotBnd Y M Bnd Y