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Theorem isclo2 17107
Description: A set  A is clopen iff for every point  x in the space there is a neighborhood  y of  x which is either disjoint from  A or contained in  A. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jul-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
isclo.1  |-  X  = 
U. J
Assertion
Ref Expression
isclo2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A  C_  X )  -> 
( A  e.  ( J  i^i  ( Clsd `  J ) )  <->  A. x  e.  X  E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    x, J, y, z    x, X, y, z

Proof of Theorem isclo2
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isclo.1 . . 3  |-  X  = 
U. J
21isclo 17106 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A  C_  X )  -> 
( A  e.  ( J  i^i  ( Clsd `  J ) )  <->  A. x  e.  X  E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A
) ) ) )
3 eleq1 2464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  w  ->  (
z  e.  A  <->  w  e.  A ) )
43bibi2d 310 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) ) )
54cbvralv 2892 . . . . . . . . 9  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  A. w  e.  y  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) )
65anbi2i 676 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A ) )  <->  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  A. w  e.  y  (
x  e.  A  <->  w  e.  A ) ) )
7 pm4.24 625 . . . . . . . 8  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A ) ) )
8 raaanv 3696 . . . . . . . 8  |-  ( A. z  e.  y  A. w  e.  y  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  <-> 
( A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A
)  /\  A. w  e.  y  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) ) )
96, 7, 83bitr4i 269 . . . . . . 7  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  A. z  e.  y  A. w  e.  y  ( (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  (
x  e.  A  <->  w  e.  A ) ) )
10 bibi1 318 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  A  <->  z  e.  A )  ->  (
( x  e.  A  <->  w  e.  A )  <->  ( z  e.  A  <->  w  e.  A
) ) )
1110biimpa 471 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  ( z  e.  A  <->  w  e.  A
) )
1211biimpcd 216 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  A  ->  (
( ( x  e.  A  <->  z  e.  A
)  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) )  ->  w  e.  A ) )
1312ralimdv 2745 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  A  ->  ( A. w  e.  y 
( ( x  e.  A  <->  z  e.  A
)  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) )  ->  A. w  e.  y  w  e.  A ) )
1413com12 29 . . . . . . . . 9  |-  ( A. w  e.  y  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  ( z  e.  A  ->  A. w  e.  y  w  e.  A ) )
15 dfss3 3298 . . . . . . . . 9  |-  ( y 
C_  A  <->  A. w  e.  y  w  e.  A )
1614, 15syl6ibr 219 . . . . . . . 8  |-  ( A. w  e.  y  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) )
1716ralimi 2741 . . . . . . 7  |-  ( A. z  e.  y  A. w  e.  y  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A )
)
189, 17sylbi 188 . . . . . 6  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  ->  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) )
19 eleq1 2464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  (
z  e.  A  <->  x  e.  A ) )
2019imbi1d 309 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  x  ->  (
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  <->  ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )
) )
2120rspcv 3008 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  ( x  e.  A  ->  y  C_  A )
) )
22 dfss3 3298 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y 
C_  A  <->  A. z  e.  y  z  e.  A )
2322imbi2i 304 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )  <->  ( x  e.  A  ->  A. z  e.  y 
z  e.  A ) )
24 r19.21v 2753 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  -> 
z  e.  A )  <-> 
( x  e.  A  ->  A. z  e.  y  z  e.  A ) )
2523, 24bitr4i 244 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )  <->  A. z  e.  y  ( x  e.  A  -> 
z  e.  A ) )
2621, 25syl6ib 218 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  A. z  e.  y  ( x  e.  A  ->  z  e.  A ) ) )
27 ssel 3302 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y 
C_  A  ->  (
x  e.  y  ->  x  e.  A )
)
2827com12 29 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  y  ->  (
y  C_  A  ->  x  e.  A ) )
2928imim2d 50 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  y  ->  (
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  ( z  e.  A  ->  x  e.  A ) ) )
3029ralimdv 2745 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  x  e.  A ) ) )
3126, 30jcad 520 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  ( A. z  e.  y  ( x  e.  A  ->  z  e.  A )  /\  A. z  e.  y  (
z  e.  A  ->  x  e.  A )
) ) )
32 ralbiim 2803 . . . . . . 7  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  -> 
z  e.  A )  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  x  e.  A ) ) )
3331, 32syl6ibr 219 . . . . . 6  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A ) ) )
3418, 33impbid2 196 . . . . 5  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) )
3534pm5.32i 619 . . . 4  |-  ( ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A ) )  <->  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) )
3635rexbii 2691 . . 3  |-  ( E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A ) )  <->  E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) )
3736ralbii 2690 . 2  |-  ( A. x  e.  X  E. y  e.  J  (
x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( x  e.  A  <->  z  e.  A ) )  <->  A. x  e.  X  E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) )
382, 37syl6bb 253 1  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A  C_  X )  -> 
( A  e.  ( J  i^i  ( Clsd `  J ) )  <->  A. x  e.  X  E. y  e.  J  ( x  e.  y  /\  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   E.wrex 2667    i^i cin 3279    C_ wss 3280   U.cuni 3975   ` cfv 5413   Topctop 16913   Clsdccld 17035
This theorem is referenced by:  conpcon  24875
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-ral 2671  df-rex 2672  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-id 4458  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fv 5421  df-topgen 13622  df-top 16918  df-cld 17038
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