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Theorem rrxtopnfi

Description: The topology of the n-dimensional real Euclidean space. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypothesis rrxtopnfi.1 ⊢ φ → I ∈ Fin
Assertion rrxtopnfi ⊢ φ → TopOpen ⁡ I = MetOpen ⁡ f ∈ ℝ I , g ∈ ℝ I ⟼ ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrxtopnfi.1 ⊢ φ → I ∈ Fin
2 1 rrxtopn ⊢ φ → TopOpen ⁡ I = MetOpen ⁡ f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
3 eqid ⊢ I = I
4 eqid ⊢ Base I = Base I
5 1 3 4 rrxbasefi ⊢ φ → Base I = ℝ I
6 5 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ Base I → Base I = ℝ I
7 simpl ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → φ
8 simprl ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → f ∈ Base I
9 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ Base I → f ∈ Base I
10 9 6 eleqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ Base I → f ∈ ℝ I
11 8 10 syldan ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → f ∈ ℝ I
12 simprr ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → g ∈ Base I
13 simpr ⊢ φ ∧ g ∈ Base I → g ∈ Base I
14 5 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Base I → Base I = ℝ I
15 13 14 eleqtrd ⊢ φ ∧ g ∈ Base I → g ∈ ℝ I
16 12 15 syldan ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → g ∈ ℝ I
17 elmapi ⊢ f ∈ ℝ I → f : I ⟶ ℝ
18 17 adantr ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → f : I ⟶ ℝ
19 18 ffvelcdmda ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x ∈ ℝ
20 elmapi ⊢ g ∈ ℝ I → g : I ⟶ ℝ
21 20 adantl ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → g : I ⟶ ℝ
22 21 ffvelcdmda ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → g ⁡ x ∈ ℝ
23 19 22 resubcld ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x − g ⁡ x ∈ ℝ
24 23 resqcld ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x − g ⁡ x 2 ∈ ℝ
25 eqid ⊢ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 = x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2
26 24 25 fmptd ⊢ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 : I ⟶ ℝ
27 26 3adant1 ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 : I ⟶ ℝ
28 1 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → I ∈ Fin
29 0red ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → 0 ∈ ℝ
30 27 28 29 fidmfisupp ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2
31 regsumsupp ⊢ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 : I ⟶ ℝ ∧ finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ∧ I ∈ Fin → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k
32 27 30 28 31 syl3anc ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k
33 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
34 33 a1i ⊢ f ∈ ℝ I → ℝ ⊆ ℂ
35 17 34 fssd ⊢ f ∈ ℝ I → f : I ⟶ ℂ
36 35 3ad2ant2 ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → f : I ⟶ ℂ
37 36 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x ∈ ℂ
38 33 a1i ⊢ g ∈ ℝ I → ℝ ⊆ ℂ
39 20 38 fssd ⊢ g ∈ ℝ I → g : I ⟶ ℂ
40 39 3ad2ant3 ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → g : I ⟶ ℂ
41 40 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → g ⁡ x ∈ ℂ
42 37 41 subcld ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x − g ⁡ x ∈ ℂ
43 42 sqcld ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ x ∈ I → f ⁡ x − g ⁡ x 2 ∈ ℂ
44 43 25 fmptd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 : I ⟶ ℂ
45 28 44 fsumsupp0 ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k = ∑ k ∈ I x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k
46 eqidd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ k ∈ I → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 = x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2
47 fveq2 ⊢ x = k → f ⁡ x = f ⁡ k
48 fveq2 ⊢ x = k → g ⁡ x = g ⁡ k
49 47 48 oveq12d ⊢ x = k → f ⁡ x − g ⁡ x = f ⁡ k − g ⁡ k
50 49 oveq1d ⊢ x = k → f ⁡ x − g ⁡ x 2 = f ⁡ k − g ⁡ k 2
51 50 adantl ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ k ∈ I ∧ x = k → f ⁡ x − g ⁡ x 2 = f ⁡ k − g ⁡ k 2
52 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ k ∈ I → k ∈ I
53 ovexd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ k ∈ I → f ⁡ k − g ⁡ k 2 ∈ V
54 46 51 52 53 fvmptd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I ∧ k ∈ I → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k = f ⁡ k − g ⁡ k 2
55 54 sumeq2dv ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → ∑ k ∈ I x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 ⁡ k = ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
56 32 45 55 3eqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
57 56 fveq2d ⊢ φ ∧ f ∈ ℝ I ∧ g ∈ ℝ I → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
58 7 11 16 57 syl3anc ⊢ φ ∧ f ∈ Base I ∧ g ∈ Base I → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
59 5 6 58 mpoeq123dva ⊢ φ → f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = f ∈ ℝ I , g ∈ ℝ I ⟼ ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
60 59 fveq2d ⊢ φ → MetOpen ⁡ f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = MetOpen ⁡ f ∈ ℝ I , g ∈ ℝ I ⟼ ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2
61 2 60 eqtrd ⊢ φ → TopOpen ⁡ I = MetOpen ⁡ f ∈ ℝ I , g ∈ ℝ I ⟼ ∑ k ∈ I f ⁡ k − g ⁡ k 2