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Theorem 2ndc1stc 20543
Description: A second-countable space is first-countable. (Contributed by Jeff Hankins, 17-Jan-2010.)
Assertion
Ref Expression
2ndc1stc  |-  ( J  e.  2ndc  ->  J  e. 
1stc )

Proof of Theorem 2ndc1stc
Dummy variables  o 
b  p  q  s  t  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2ndctop 20539 . 2  |-  ( J  e.  2ndc  ->  J  e. 
Top )
2 is2ndc 20538 . . . 4  |-  ( J  e.  2ndc  <->  E. b  e.  TopBases  ( b  ~<_  om  /\  ( topGen `
 b )  =  J ) )
3 ssrab2 3500 . . . . . . . . . . 11  |-  { q  e.  b  |  x  e.  q }  C_  b
4 bastg 20058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( b  e.  TopBases  ->  b  C_  ( topGen `
 b ) )
543ad2ant1 1051 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  b  C_  ( topGen `  b )
)
63, 5syl5ss 3429 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  C_  ( topGen `
 b ) )
7 fvex 5889 . . . . . . . . . . 11  |-  ( topGen `  b )  e.  _V
87elpw2 4565 . . . . . . . . . 10  |-  ( { q  e.  b  |  x  e.  q }  e.  ~P ( topGen `  b )  <->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  C_  ( topGen `
 b ) )
96, 8sylibr 217 . . . . . . . . 9  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  e.  ~P ( topGen `  b )
)
10 vex 3034 . . . . . . . . . . 11  |-  b  e. 
_V
11 ssdomg 7633 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  e.  _V  ->  ( { q  e.  b  |  x  e.  q }  C_  b  ->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  b ) )
1210, 3, 11mp2 9 . . . . . . . . . 10  |-  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  b
13 simp2 1031 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  b  ~<_  om )
14 domtr 7640 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  b  /\  b  ~<_  om )  ->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  om )
1512, 13, 14sylancr 676 . . . . . . . . 9  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  om )
16 eltg2b 20051 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( b  e.  TopBases  ->  ( o  e.  ( topGen `  b )  <->  A. y  e.  o  E. t  e.  b  (
y  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )
17163ad2ant1 1051 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  ( o  e.  ( topGen `  b )  <->  A. y  e.  o  E. t  e.  b  (
y  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )
18 elequ1 1911 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  x  ->  (
y  e.  t  <->  x  e.  t ) )
1918anbi1d 719 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  x  ->  (
( y  e.  t  /\  t  C_  o
)  <->  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )
2019rexbidv 2892 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  x  ->  ( E. t  e.  b 
( y  e.  t  /\  t  C_  o
)  <->  E. t  e.  b  ( x  e.  t  /\  t  C_  o
) ) )
2120rspccv 3133 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y  e.  o  E. t  e.  b  (
y  e.  t  /\  t  C_  o )  -> 
( x  e.  o  ->  E. t  e.  b  ( x  e.  t  /\  t  C_  o
) ) )
22 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( t  e.  b  /\  x  e.  t )  ->  ( t  e.  b  /\  x  e.  t ) )
2322adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( t  e.  b  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) )  ->  ( t  e.  b  /\  x  e.  t ) )
24 elequ2 1918 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( q  =  t  ->  (
x  e.  q  <->  x  e.  t ) )
2524elrab 3184 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( t  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  <->  ( t  e.  b  /\  x  e.  t ) )
2623, 25sylibr 217 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( t  e.  b  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) )  ->  t  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q } )
2726adantl 473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b
) )  /\  (
t  e.  b  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )  ->  t  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q } )
28 simprr 774 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b
) )  /\  (
t  e.  b  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )  ->  (
x  e.  t  /\  t  C_  o ) )
29 elequ2 1918 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( p  =  t  ->  (
x  e.  p  <->  x  e.  t ) )
30 sseq1 3439 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( p  =  t  ->  (
p  C_  o  <->  t  C_  o ) )
3129, 30anbi12d 725 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( p  =  t  ->  (
( x  e.  p  /\  p  C_  o )  <-> 
( x  e.  t  /\  t  C_  o
) ) )
3231rspcev 3136 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( t  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) )  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) )
3327, 28, 32syl2anc 673 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b
) )  /\  (
t  e.  b  /\  ( x  e.  t  /\  t  C_  o ) ) )  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) )
3433rexlimdvaa 2872 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  ( E. t  e.  b  (
x  e.  t  /\  t  C_  o )  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  (
x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )
3521, 34syl9r 73 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  ( A. y  e.  o  E. t  e.  b  (
y  e.  t  /\  t  C_  o )  -> 
( x  e.  o  ->  E. p  e.  {
q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
3617, 35sylbid 223 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  ( o  e.  ( topGen `  b )  ->  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  {
q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
3736ralrimiv 2808 . . . . . . . . 9  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  A. o  e.  ( topGen `  b )
( x  e.  o  ->  E. p  e.  {
q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )
38 breq1 4398 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ->  (
s  ~<_  om  <->  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  om ) )
39 rexeq 2974 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( s  =  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ->  ( E. p  e.  s 
( x  e.  p  /\  p  C_  o )  <->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  (
x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )
4039imbi2d 323 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( s  =  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ->  (
( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) )  <->  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
4140ralbidv 2829 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ->  ( A. o  e.  ( topGen `
 b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s 
( x  e.  p  /\  p  C_  o ) )  <->  A. o  e.  (
topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  (
x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
4238, 41anbi12d 725 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ->  (
( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )  <-> 
( { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  { q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
4342rspcev 3136 . . . . . . . . 9  |-  ( ( { q  e.  b  |  x  e.  q }  e.  ~P ( topGen `
 b )  /\  ( { q  e.  b  |  x  e.  q }  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b )
( x  e.  o  ->  E. p  e.  {
q  e.  b  |  x  e.  q }  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )  ->  E. s  e.  ~P  ( topGen `  b )
( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
449, 15, 37, 43syl12anc 1290 . . . . . . . 8  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om  /\  x  e.  U. ( topGen `  b )
)  ->  E. s  e.  ~P  ( topGen `  b
) ( s  ~<_  om 
/\  A. o  e.  (
topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s 
( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
45443expia 1233 . . . . . . 7  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om )  ->  ( x  e.  U. ( topGen `  b )  ->  E. s  e.  ~P  ( topGen `  b
) ( s  ~<_  om 
/\  A. o  e.  (
topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s 
( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
46 unieq 4198 . . . . . . . . 9  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  U. ( topGen `
 b )  = 
U. J )
4746eleq2d 2534 . . . . . . . 8  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( x  e.  U. ( topGen `  b
)  <->  x  e.  U. J
) )
48 pweq 3945 . . . . . . . . 9  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ~P ( topGen `
 b )  =  ~P J )
49 raleq 2973 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( A. o  e.  ( topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) )  <->  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
5049anbi2d 718 . . . . . . . . 9  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( (
s  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b )
( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )  <->  ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
5148, 50rexeqbidv 2988 . . . . . . . 8  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( E. s  e.  ~P  ( topGen `
 b ) ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b )
( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) )  <->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
5247, 51imbi12d 327 . . . . . . 7  |-  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( (
x  e.  U. ( topGen `
 b )  ->  E. s  e.  ~P  ( topGen `  b )
( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  ( topGen `  b ) ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )  <->  ( x  e. 
U. J  ->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) ) )
5345, 52syl5ibcom 228 . . . . . 6  |-  ( ( b  e.  TopBases  /\  b  ~<_  om )  ->  ( (
topGen `  b )  =  J  ->  ( x  e.  U. J  ->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) ) )
5453expimpd 614 . . . . 5  |-  ( b  e.  TopBases  ->  ( ( b  ~<_  om  /\  ( topGen `  b )  =  J )  ->  ( x  e.  U. J  ->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) ) )
5554rexlimiv 2867 . . . 4  |-  ( E. b  e.  TopBases  ( b  ~<_  om  /\  ( topGen `  b )  =  J )  ->  ( x  e.  U. J  ->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
562, 55sylbi 200 . . 3  |-  ( J  e.  2ndc  ->  ( x  e.  U. J  ->  E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om 
/\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
5756ralrimiv 2808 . 2  |-  ( J  e.  2ndc  ->  A. x  e.  U. J E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) )
58 eqid 2471 . . 3  |-  U. J  =  U. J
5958is1stc2 20534 . 2  |-  ( J  e.  1stc  <->  ( J  e. 
Top  /\  A. x  e.  U. J E. s  e.  ~P  J ( s  ~<_  om  /\  A. o  e.  J  ( x  e.  o  ->  E. p  e.  s  ( x  e.  p  /\  p  C_  o ) ) ) ) )
601, 57, 59sylanbrc 677 1  |-  ( J  e.  2ndc  ->  J  e. 
1stc )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 376    /\ w3a 1007    = wceq 1452    e. wcel 1904   A.wral 2756   E.wrex 2757   {crab 2760   _Vcvv 3031    C_ wss 3390   ~Pcpw 3942   U.cuni 4190   class class class wbr 4395   ` cfv 5589   omcom 6711    ~<_ cdom 7585   topGenctg 15414   Topctop 19994   TopBasesctb 19997   1stcc1stc 20529   2ndcc2ndc 20530
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3an 1009  df-tru 1455  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-ral 2761  df-rex 2762  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-op 3966  df-uni 4191  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-id 4754  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-dom 7589  df-topgen 15420  df-top 19998  df-bases 19999  df-1stc 20531  df-2ndc 20532
This theorem is referenced by:  dis1stc  20591
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