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Theorem isclo2 20181
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 20180 . 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 2537 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  w  ->  (
z  e.  A  <->  w  e.  A ) )
43bibi2d 325 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  w  ->  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) ) )
54cbvralv 3005 . . . . . . . . 9  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  <->  A. w  e.  y  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) )
65anbi2i 708 . . . . . . . 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 pm4.24 655 . . . . . . . 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 3869 . . . . . . . 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 285 . . . . . . 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 334 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  A  <->  z  e.  A )  ->  (
( x  e.  A  <->  w  e.  A )  <->  ( z  e.  A  <->  w  e.  A
) ) )
1110biimpa 492 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  ( z  e.  A  <->  w  e.  A
) )
1211biimpcd 232 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  A  ->  (
( ( x  e.  A  <->  z  e.  A
)  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A
) )  ->  w  e.  A ) )
1312ralimdv 2806 . . . . . . . . . 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 31 . . . . . . . . 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 3408 . . . . . . . . 9  |-  ( y 
C_  A  <->  A. w  e.  y  w  e.  A )
1614, 15syl6ibr 235 . . . . . . . 8  |-  ( A. w  e.  y  (
( x  e.  A  <->  z  e.  A )  /\  ( x  e.  A  <->  w  e.  A ) )  ->  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) )
1716ralimi 2796 . . . . . . 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 200 . . . . . 6  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  <->  z  e.  A )  ->  A. z  e.  y  ( z  e.  A  ->  y  C_  A ) )
19 eleq1 2537 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  (
z  e.  A  <->  x  e.  A ) )
2019imbi1d 324 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  x  ->  (
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  <->  ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )
) )
2120rspcv 3132 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  y  ->  ( A. z  e.  y 
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  ( x  e.  A  ->  y  C_  A )
) )
22 dfss3 3408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y 
C_  A  <->  A. z  e.  y  z  e.  A )
2322imbi2i 319 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )  <->  ( x  e.  A  ->  A. z  e.  y 
z  e.  A ) )
24 r19.21v 2803 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. z  e.  y  (
x  e.  A  -> 
z  e.  A )  <-> 
( x  e.  A  ->  A. z  e.  y  z  e.  A ) )
2523, 24bitr4i 260 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  A  -> 
y  C_  A )  <->  A. z  e.  y  ( x  e.  A  -> 
z  e.  A ) )
2621, 25syl6ib 234 . . . . . . . 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 3412 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y 
C_  A  ->  (
x  e.  y  ->  x  e.  A )
)
2827com12 31 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  y  ->  (
y  C_  A  ->  x  e.  A ) )
2928imim2d 53 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  y  ->  (
( z  e.  A  ->  y  C_  A )  ->  ( z  e.  A  ->  x  e.  A ) ) )
3029ralimdv 2806 . . . . . . . 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 542 . . . . . . 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 2909 . . . . . . 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 235 . . . . . 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 209 . . . . 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 649 . . . 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 2881 . . 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 2823 . 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 269 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 setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 376    = wceq 1452    e. wcel 1904   A.wral 2756   E.wrex 2757    i^i cin 3389    C_ wss 3390   U.cuni 4190   ` cfv 5589   Topctop 19994   Clsdccld 20108
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-iota 5553  df-fun 5591  df-fv 5597  df-topgen 15420  df-top 19998  df-cld 20111
This theorem is referenced by:  conpcon  30030
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