Metamath Proof Explorer


Theorem hhcms

Description: The Hilbert space induced metric determines a complete metric space. (Contributed by NM, 10-Apr-2008) (Proof shortened by Mario Carneiro, 14-May-2014) (Proof shortened by Peter Mazsa, 2-Oct-2022) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses hhcms.1 โŠข ๐‘ˆ = โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ
hhcms.2 โŠข ๐ท = ( IndMet โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion hhcms ๐ท โˆˆ ( CMet โ€˜ โ„‹ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hhcms.1 โŠข ๐‘ˆ = โŸจ โŸจ +โ„Ž , ยทโ„Ž โŸฉ , normโ„Ž โŸฉ
2 hhcms.2 โŠข ๐ท = ( IndMet โ€˜ ๐‘ˆ )
3 eqid โŠข ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) = ( MetOpen โ€˜ ๐ท )
4 1 2 hhmet โŠข ๐ท โˆˆ ( Met โ€˜ โ„‹ )
5 1 2 hhcau โŠข Cauchy = ( ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆฉ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) )
6 5 eleq2i โŠข ( ๐‘“ โˆˆ Cauchy โ†” ๐‘“ โˆˆ ( ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆฉ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) )
7 elin โŠข ( ๐‘“ โˆˆ ( ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆฉ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) )
8 ax-hilex โŠข โ„‹ โˆˆ V
9 nnex โŠข โ„• โˆˆ V
10 8 9 elmap โŠข ( ๐‘“ โˆˆ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) โ†” ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ )
11 10 anbi2i โŠข ( ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ ) )
12 7 11 bitri โŠข ( ๐‘“ โˆˆ ( ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆฉ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ ) )
13 6 12 bitri โŠข ( ๐‘“ โˆˆ Cauchy โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ ) )
14 ax-hcompl โŠข ( ๐‘“ โˆˆ Cauchy โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ )
15 13 14 sylbir โŠข ( ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ )
16 1 2 3 hhlm โŠข โ‡๐‘ฃ = ( ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) โ†พ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) )
17 16 breqi โŠข ( ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ โ†” ๐‘“ ( ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) โ†พ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) ๐‘ฅ )
18 vex โŠข ๐‘ฅ โˆˆ V
19 18 brresi โŠข ( ๐‘“ ( ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) โ†พ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) ) ๐‘ฅ โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) โˆง ๐‘“ ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) ๐‘ฅ ) )
20 17 19 bitri โŠข ( ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ โ†” ( ๐‘“ โˆˆ ( โ„‹ โ†‘m โ„• ) โˆง ๐‘“ ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) ๐‘ฅ ) )
21 vex โŠข ๐‘“ โˆˆ V
22 21 18 breldm โŠข ( ๐‘“ ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) ๐‘ฅ โ†’ ๐‘“ โˆˆ dom ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) )
23 20 22 simplbiim โŠข ( ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ โ†’ ๐‘“ โˆˆ dom ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) )
24 23 rexlimivw โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ ๐‘“ โ‡๐‘ฃ ๐‘ฅ โ†’ ๐‘“ โˆˆ dom ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) )
25 15 24 syl โŠข ( ( ๐‘“ โˆˆ ( Cau โ€˜ ๐ท ) โˆง ๐‘“ : โ„• โŸถ โ„‹ ) โ†’ ๐‘“ โˆˆ dom ( โ‡๐‘ก โ€˜ ( MetOpen โ€˜ ๐ท ) ) )
26 3 4 25 iscmet3i โŠข ๐ท โˆˆ ( CMet โ€˜ โ„‹ )