Metamath Proof Explorer


Theorem xrtgioo

Description: The topology on the extended reals coincides with the standard topology on the reals, when restricted to RR . (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015)

Ref Expression
Hypothesis xrtgioo.1 J=ordTop𝑡
Assertion xrtgioo topGenran.=J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xrtgioo.1 J=ordTop𝑡
2 letop ordTopTop
3 ioof .:*×*𝒫
4 ffn .:*×*𝒫.Fn*×*
5 3 4 ax-mp .Fn*×*
6 iooordt xyordTop
7 6 rgen2w x*y*xyordTop
8 ffnov .:*×*ordTop.Fn*×*x*y*xyordTop
9 5 7 8 mpbir2an .:*×*ordTop
10 frn .:*×*ordTopran.ordTop
11 9 10 ax-mp ran.ordTop
12 tgss ordTopTopran.ordToptopGenran.topGenordTop
13 2 11 12 mp2an topGenran.topGenordTop
14 tgtop ordTopToptopGenordTop=ordTop
15 2 14 ax-mp topGenordTop=ordTop
16 13 15 sseqtri topGenran.ordTop
17 16 sseli xtopGenran.xordTop
18 retopon topGenran.TopOn
19 toponss topGenran.TopOnxtopGenran.x
20 18 19 mpan xtopGenran.x
21 reordt ordTop
22 restopn2 ordTopTopordTopxordTop𝑡xordTopx
23 2 21 22 mp2an xordTop𝑡xordTopx
24 17 20 23 sylanbrc xtopGenran.xordTop𝑡
25 24 ssriv topGenran.ordTop𝑡
26 eqid ranx*x+∞=ranx*x+∞
27 eqid ranx*−∞x=ranx*−∞x
28 eqid ran.=ran.
29 26 27 28 leordtval ordTop=topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.
30 29 oveq1i ordTop𝑡=topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡
31 29 2 eqeltrri topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.Top
32 tgclb ranx*x+∞ranx*−∞xran.TopBasestopGenranx*x+∞ranx*−∞xran.Top
33 31 32 mpbir ranx*x+∞ranx*−∞xran.TopBases
34 reex V
35 tgrest ranx*x+∞ranx*−∞xran.TopBasesVtopGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡=topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡
36 33 34 35 mp2an topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡=topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡
37 30 36 eqtr4i ordTop𝑡=topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡
38 retopbas ran.TopBases
39 elrest ranx*x+∞ranx*−∞xran.TopBasesVuranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡vranx*x+∞ranx*−∞xran.u=v
40 33 34 39 mp2an uranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡vranx*x+∞ranx*−∞xran.u=v
41 elun vranx*x+∞ranx*−∞xran.vranx*x+∞ranx*−∞xvran.
42 elun vranx*x+∞ranx*−∞xvranx*x+∞vranx*−∞x
43 eqid x*x+∞=x*x+∞
44 43 elrnmpt vVvranx*x+∞x*v=x+∞
45 44 elv vranx*x+∞x*v=x+∞
46 simpl x*yx*
47 pnfxr +∞*
48 47 a1i x*y+∞*
49 rexr yy*
50 49 adantl x*yy*
51 df-ioc .=a*,b*c*|a<ccb
52 51 elixx3g yx+∞x*+∞*y*x<yy+∞
53 52 baib x*+∞*y*yx+∞x<yy+∞
54 46 48 50 53 syl3anc x*yyx+∞x<yy+∞
55 pnfge y*y+∞
56 50 55 syl x*yy+∞
57 56 biantrud x*yx<yx<yy+∞
58 ltpnf yy<+∞
59 58 adantl x*yy<+∞
60 59 biantrud x*yx<yx<yy<+∞
61 54 57 60 3bitr2d x*yyx+∞x<yy<+∞
62 61 pm5.32da x*yyx+∞yx<yy<+∞
63 elin yx+∞yx+∞y
64 63 biancomi yx+∞yyx+∞
65 3anass yx<yy<+∞yx<yy<+∞
66 62 64 65 3bitr4g x*yx+∞yx<yy<+∞
67 elioo2 x*+∞*yx+∞yx<yy<+∞
68 47 67 mpan2 x*yx+∞yx<yy<+∞
69 66 68 bitr4d x*yx+∞yx+∞
70 69 eqrdv x*x+∞=x+∞
71 ioorebas x+∞ran.
72 70 71 eqeltrdi x*x+∞ran.
73 ineq1 v=x+∞v=x+∞
74 73 eleq1d v=x+∞vran.x+∞ran.
75 72 74 syl5ibrcom x*v=x+∞vran.
76 75 rexlimiv x*v=x+∞vran.
77 45 76 sylbi vranx*x+∞vran.
78 eqid x*−∞x=x*−∞x
79 78 elrnmpt vVvranx*−∞xx*v=−∞x
80 79 elv vranx*−∞xx*v=−∞x
81 mnfxr −∞*
82 81 a1i x*y−∞*
83 df-ico .=a*,b*c*|acc<b
84 83 elixx3g y−∞x−∞*x*y*−∞yy<x
85 84 baib −∞*x*y*y−∞x−∞yy<x
86 82 46 50 85 syl3anc x*yy−∞x−∞yy<x
87 mnfle y*−∞y
88 50 87 syl x*y−∞y
89 88 biantrurd x*yy<x−∞yy<x
90 mnflt y−∞<y
91 90 adantl x*y−∞<y
92 91 biantrurd x*yy<x−∞<yy<x
93 86 89 92 3bitr2d x*yy−∞x−∞<yy<x
94 93 pm5.32da x*yy−∞xy−∞<yy<x
95 elin y−∞xy−∞xy
96 95 biancomi y−∞xyy−∞x
97 3anass y−∞<yy<xy−∞<yy<x
98 94 96 97 3bitr4g x*y−∞xy−∞<yy<x
99 elioo2 −∞*x*y−∞xy−∞<yy<x
100 81 99 mpan x*y−∞xy−∞<yy<x
101 98 100 bitr4d x*y−∞xy−∞x
102 101 eqrdv x*−∞x=−∞x
103 ioorebas −∞xran.
104 102 103 eqeltrdi x*−∞xran.
105 ineq1 v=−∞xv=−∞x
106 105 eleq1d v=−∞xvran.−∞xran.
107 104 106 syl5ibrcom x*v=−∞xvran.
108 107 rexlimiv x*v=−∞xvran.
109 80 108 sylbi vranx*−∞xvran.
110 77 109 jaoi vranx*x+∞vranx*−∞xvran.
111 42 110 sylbi vranx*x+∞ranx*−∞xvran.
112 elssuni vran.vran.
113 unirnioo =ran.
114 112 113 sseqtrrdi vran.v
115 df-ss vv=v
116 114 115 sylib vran.v=v
117 id vran.vran.
118 116 117 eqeltrd vran.vran.
119 111 118 jaoi vranx*x+∞ranx*−∞xvran.vran.
120 41 119 sylbi vranx*x+∞ranx*−∞xran.vran.
121 eleq1 u=vuran.vran.
122 120 121 syl5ibrcom vranx*x+∞ranx*−∞xran.u=vuran.
123 122 rexlimiv vranx*x+∞ranx*−∞xran.u=vuran.
124 40 123 sylbi uranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡uran.
125 124 ssriv ranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡ran.
126 tgss ran.TopBasesranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡ran.topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡topGenran.
127 38 125 126 mp2an topGenranx*x+∞ranx*−∞xran.𝑡topGenran.
128 37 127 eqsstri ordTop𝑡topGenran.
129 25 128 eqssi topGenran.=ordTop𝑡
130 129 1 eqtr4i topGenran.=J