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Theorem hausllycmp 20121
Description: A compact Hausdorff space is locally compact. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Mar-2015.)
Assertion
Ref Expression
hausllycmp  |-  ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  ->  J  e. 𝑛Locally  Comp )

Proof of Theorem hausllycmp
Dummy variables  u  v  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 haustop 19959 . . 3  |-  ( J  e.  Haus  ->  J  e. 
Top )
21adantr 465 . 2  |-  ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  ->  J  e.  Top )
3 eqid 2457 . . . . . 6  |-  U. J  =  U. J
4 eqid 2457 . . . . . 6  |-  { z  e.  J  |  E. v  e.  J  (
y  e.  v  /\  ( ( cls `  J
) `  v )  C_  ( U. J  \ 
z ) ) }  =  { z  e.  J  |  E. v  e.  J  ( y  e.  v  /\  (
( cls `  J
) `  v )  C_  ( U. J  \ 
z ) ) }
5 simpll 753 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Haus )
6 difssd 3628 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( U. J  \  x
)  C_  U. J )
7 simplr 755 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Comp )
81ad2antrr 725 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Top )
9 simprl 756 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  x  e.  J )
103opncld 19661 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  x  e.  J )  ->  ( U. J  \  x )  e.  (
Clsd `  J )
)
118, 9, 10syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( U. J  \  x
)  e.  ( Clsd `  J ) )
12 cmpcld 20029 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  Comp  /\  ( U. J  \  x
)  e.  ( Clsd `  J ) )  -> 
( Jt  ( U. J  \  x ) )  e. 
Comp )
137, 11, 12syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( Jt  ( U. J  \  x
) )  e.  Comp )
14 simprr 757 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  x )
15 elssuni 4281 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  J  ->  x  C_ 
U. J )
1615ad2antrl 727 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  x  C_ 
U. J )
17 dfss4 3739 . . . . . . . 8  |-  ( x 
C_  U. J  <->  ( U. J  \  ( U. J  \  x ) )  =  x )
1816, 17sylib 196 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( U. J  \  ( U. J  \  x
) )  =  x )
1914, 18eleqtrrd 2548 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  ( U. J  \ 
( U. J  \  x ) ) )
203, 4, 5, 6, 13, 19hauscmplem 20033 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  E. u  e.  J  ( y  e.  u  /\  (
( cls `  J
) `  u )  C_  ( U. J  \ 
( U. J  \  x ) ) ) )
2118sseq2d 3527 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (
( ( cls `  J
) `  u )  C_  ( U. J  \ 
( U. J  \  x ) )  <->  ( ( cls `  J ) `  u )  C_  x
) )
2221anbi2d 703 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (
( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  ( U. J  \ 
( U. J  \  x ) ) )  <-> 
( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )
2322rexbidv 2968 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( E. u  e.  J  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  ( U. J  \ 
( U. J  \  x ) ) )  <->  E. u  e.  J  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )
2420, 23mpbid 210 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  E. u  e.  J  ( y  e.  u  /\  (
( cls `  J
) `  u )  C_  x ) )
258adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  J  e.  Top )
26 simprl 756 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  u  e.  J
)
27 simprrl 765 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  y  e.  u
)
28 opnneip 19747 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  u  e.  J  /\  y  e.  u )  ->  u  e.  ( ( nei `  J ) `
 { y } ) )
2925, 26, 27, 28syl3anc 1228 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  u  e.  ( ( nei `  J
) `  { y } ) )
30 elssuni 4281 . . . . . . . . 9  |-  ( u  e.  J  ->  u  C_ 
U. J )
3130ad2antrl 727 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  u  C_  U. J
)
323sscls 19684 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  u  C_  U. J )  ->  u  C_  (
( cls `  J
) `  u )
)
3325, 31, 32syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  u  C_  (
( cls `  J
) `  u )
)
343clsss3 19687 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  u  C_  U. J )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  C_  U. J )
3525, 31, 34syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  C_  U. J )
363ssnei2 19744 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  u  e.  ( ( nei `  J ) `
 { y } ) )  /\  (
u  C_  ( ( cls `  J ) `  u )  /\  (
( cls `  J
) `  u )  C_ 
U. J ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ( ( nei `  J ) `
 { y } ) )
3725, 29, 33, 35, 36syl22anc 1229 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ( ( nei `  J ) `
 { y } ) )
38 simprrr 766 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  C_  x )
39 vex 3112 . . . . . . . 8  |-  x  e. 
_V
4039elpw2 4620 . . . . . . 7  |-  ( ( ( cls `  J
) `  u )  e.  ~P x  <->  ( ( cls `  J ) `  u )  C_  x
)
4138, 40sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ~P x
)
4237, 41elind 3684 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ( ( ( nei `  J
) `  { y } )  i^i  ~P x ) )
437adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  J  e.  Comp )
443clscld 19675 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  Top  /\  u  C_  U. J )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ( Clsd `  J ) )
4525, 31, 44syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  u
)  e.  ( Clsd `  J ) )
46 cmpcld 20029 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Comp  /\  (
( cls `  J
) `  u )  e.  ( Clsd `  J
) )  ->  ( Jt  ( ( cls `  J
) `  u )
)  e.  Comp )
4743, 45, 46syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  ( Jt  ( ( cls `  J ) `
 u ) )  e.  Comp )
48 oveq2 6304 . . . . . . 7  |-  ( v  =  ( ( cls `  J ) `  u
)  ->  ( Jt  v
)  =  ( Jt  ( ( cls `  J
) `  u )
) )
4948eleq1d 2526 . . . . . 6  |-  ( v  =  ( ( cls `  J ) `  u
)  ->  ( ( Jt  v )  e.  Comp  <->  ( Jt  ( ( cls `  J
) `  u )
)  e.  Comp )
)
5049rspcev 3210 . . . . 5  |-  ( ( ( ( cls `  J
) `  u )  e.  ( ( ( nei `  J ) `  {
y } )  i^i 
~P x )  /\  ( Jt  ( ( cls `  J ) `  u
) )  e.  Comp )  ->  E. v  e.  ( ( ( nei `  J
) `  { y } )  i^i  ~P x ) ( Jt  v )  e.  Comp )
5142, 47, 50syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( ( ( J  e. 
Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x ) )  /\  ( u  e.  J  /\  ( y  e.  u  /\  ( ( cls `  J
) `  u )  C_  x ) ) )  ->  E. v  e.  ( ( ( nei `  J
) `  { y } )  i^i  ~P x ) ( Jt  v )  e.  Comp )
5224, 51rexlimddv 2953 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  E. v  e.  ( ( ( nei `  J ) `  {
y } )  i^i 
~P x ) ( Jt  v )  e.  Comp )
5352ralrimivva 2878 . 2  |-  ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  ->  A. x  e.  J  A. y  e.  x  E. v  e.  ( ( ( nei `  J ) `  {
y } )  i^i 
~P x ) ( Jt  v )  e.  Comp )
54 isnlly 20096 . 2  |-  ( J  e. 𝑛Locally 
Comp 
<->  ( J  e.  Top  /\ 
A. x  e.  J  A. y  e.  x  E. v  e.  (
( ( nei `  J
) `  { y } )  i^i  ~P x ) ( Jt  v )  e.  Comp )
)
552, 53, 54sylanbrc 664 1  |-  ( ( J  e.  Haus  /\  J  e.  Comp )  ->  J  e. 𝑛Locally  Comp )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    = wceq 1395    e. wcel 1819   A.wral 2807   E.wrex 2808   {crab 2811    \ cdif 3468    i^i cin 3470    C_ wss 3471   ~Pcpw 4015   {csn 4032   U.cuni 4251   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   ↾t crest 14838   Topctop 19521   Clsdccld 19644   clsccl 19646   neicnei 19725   Hauscha 19936   Compccmp 20013  𝑛Locally cnlly 20092
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-rep 4568  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-int 4289  df-iun 4334  df-iin 4335  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-1o 7148  df-oadd 7152  df-er 7329  df-en 7536  df-dom 7537  df-fin 7539  df-fi 7889  df-rest 14840  df-topgen 14861  df-top 19526  df-bases 19528  df-topon 19529  df-cld 19647  df-cls 19649  df-nei 19726  df-haus 19943  df-cmp 20014  df-nlly 20094
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