Metamath Proof Explorer


Theorem opnreen

Description: Every nonempty open set is uncountable. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jul-2014) (Revised by Mario Carneiro, 20-Feb-2015)

Ref Expression
Assertion opnreen ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ A ≠ ∅ → A ≈ 𝒫 ℕ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 reex ⊢ ℝ ∈ V
2 elssuni ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → A ⊆ ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
3 uniretop ⊢ ℝ = ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
4 2 3 sseqtrrdi ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → A ⊆ ℝ
5 ssdomg ⊢ ℝ ∈ V → A ⊆ ℝ → A ≼ ℝ
6 1 4 5 mpsyl ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → A ≼ ℝ
7 rpnnen ⊢ ℝ ≈ 𝒫 ℕ
8 domentr ⊢ A ≼ ℝ ∧ ℝ ≈ 𝒫 ℕ → A ≼ 𝒫 ℕ
9 6 7 8 sylancl ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → A ≼ 𝒫 ℕ
10 n0 ⊢ A ≠ ∅ ↔ ∃ x x ∈ A
11 4 sselda ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A → x ∈ ℝ
12 rpnnen2 ⊢ 𝒫 ℕ ≼ 0 1
13 rphalfcl ⊢ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ +
14 13 rpred ⊢ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ
15 resubcl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ → x − y 2 ∈ ℝ
16 14 15 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 ∈ ℝ
17 readdcl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ → x + y 2 ∈ ℝ
18 14 17 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 ∈ ℝ
19 simpl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x ∈ ℝ
20 ltsubrp ⊢ x ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ + → x − y 2 < x
21 13 20 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 < x
22 ltaddrp ⊢ x ∈ ℝ ∧ y 2 ∈ ℝ + → x < x + y 2
23 13 22 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x < x + y 2
24 16 19 18 21 23 lttrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 < x + y 2
25 iccen ⊢ x − y 2 ∈ ℝ ∧ x + y 2 ∈ ℝ ∧ x − y 2 < x + y 2 → 0 1 ≈ x − y 2 x + y 2
26 16 18 24 25 syl3anc ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → 0 1 ≈ x − y 2 x + y 2
27 domentr ⊢ 𝒫 ℕ ≼ 0 1 ∧ 0 1 ≈ x − y 2 x + y 2 → 𝒫 ℕ ≼ x − y 2 x + y 2
28 12 26 27 sylancr ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → 𝒫 ℕ ≼ x − y 2 x + y 2
29 ovex ⊢ x − y x + y ∈ V
30 rpre ⊢ y ∈ ℝ + → y ∈ ℝ
31 resubcl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x − y ∈ ℝ
32 30 31 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y ∈ ℝ
33 32 rexrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y ∈ ℝ *
34 readdcl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x + y ∈ ℝ
35 30 34 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y ∈ ℝ
36 35 rexrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y ∈ ℝ *
37 19 recnd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x ∈ ℂ
38 14 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ
39 38 recnd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℂ
40 37 39 39 subsub4d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x - y 2 - y 2 = x − y 2 + y 2
41 30 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y ∈ ℝ
42 41 recnd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y ∈ ℂ
43 42 2halvesd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 + y 2 = y
44 43 oveq2d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 + y 2 = x − y
45 40 44 eqtrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x - y 2 - y 2 = x − y
46 13 adantl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → y 2 ∈ ℝ +
47 16 46 ltsubrpd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x - y 2 - y 2 < x − y 2
48 45 47 eqbrtrrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y < x − y 2
49 18 46 ltaddrpd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 < x + y 2 + y 2
50 37 39 39 addassd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 + y 2 = x + y 2 + y 2
51 43 oveq2d ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 + y 2 = x + y
52 50 51 eqtrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 + y 2 = x + y
53 49 52 breqtrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x + y 2 < x + y
54 iccssioo ⊢ x − y ∈ ℝ * ∧ x + y ∈ ℝ * ∧ x − y < x − y 2 ∧ x + y 2 < x + y → x − y 2 x + y 2 ⊆ x − y x + y
55 33 36 48 53 54 syl22anc ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 x + y 2 ⊆ x − y x + y
56 ssdomg ⊢ x − y x + y ∈ V → x − y 2 x + y 2 ⊆ x − y x + y → x − y 2 x + y 2 ≼ x − y x + y
57 29 55 56 mpsyl ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x − y 2 x + y 2 ≼ x − y x + y
58 domtr ⊢ 𝒫 ℕ ≼ x − y 2 x + y 2 ∧ x − y 2 x + y 2 ≼ x − y x + y → 𝒫 ℕ ≼ x − y x + y
59 28 57 58 syl2anc ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → 𝒫 ℕ ≼ x − y x + y
60 eqid ⊢ abs ∘ − ↾ ℝ 2 = abs ∘ − ↾ ℝ 2
61 60 bl2ioo ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y = x − y x + y
62 30 61 sylan2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y = x − y x + y
63 59 62 breqtrrd ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ + → 𝒫 ℕ ≼ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y
64 11 63 sylan ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A ∧ y ∈ ℝ + → 𝒫 ℕ ≼ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y
65 simplll ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A ∧ y ∈ ℝ + ∧ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A → A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
66 simpr ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A ∧ y ∈ ℝ + ∧ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A
67 ssdomg ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ≼ A
68 65 66 67 sylc ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A ∧ y ∈ ℝ + ∧ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A → x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ≼ A
69 domtr ⊢ 𝒫 ℕ ≼ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ∧ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ≼ A → 𝒫 ℕ ≼ A
70 64 68 69 syl2an2r ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A ∧ y ∈ ℝ + ∧ x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A → 𝒫 ℕ ≼ A
71 eqid ⊢ MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 = MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2
72 60 71 tgioo ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2
73 72 eleq2i ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↔ A ∈ MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2
74 60 rexmet ⊢ abs ∘ − ↾ ℝ 2 ∈ ∞Met ⁡ ℝ
75 71 mopni2 ⊢ abs ∘ − ↾ ℝ 2 ∈ ∞Met ⁡ ℝ ∧ A ∈ MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 ∧ x ∈ A → ∃ y ∈ ℝ + x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A
76 74 75 mp3an1 ⊢ A ∈ MetOpen ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 ∧ x ∈ A → ∃ y ∈ ℝ + x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A
77 73 76 sylanb ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A → ∃ y ∈ ℝ + x ball ⁡ abs ∘ − ↾ ℝ 2 y ⊆ A
78 70 77 r19.29a ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ x ∈ A → 𝒫 ℕ ≼ A
79 78 ex ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → x ∈ A → 𝒫 ℕ ≼ A
80 79 exlimdv ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → ∃ x x ∈ A → 𝒫 ℕ ≼ A
81 10 80 biimtrid ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → A ≠ ∅ → 𝒫 ℕ ≼ A
82 81 imp ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ A ≠ ∅ → 𝒫 ℕ ≼ A
83 sbth ⊢ A ≼ 𝒫 ℕ ∧ 𝒫 ℕ ≼ A → A ≈ 𝒫 ℕ
84 9 82 83 syl2an2r ⊢ A ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ A ≠ ∅ → A ≈ 𝒫 ℕ