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Theorem kelac2 29343
Description: Kelley's choice, most common form: compactness of a product of knob topologies recovers choice. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
kelac2.s  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  e.  V )
kelac2.z  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  =/=  (/) )
kelac2.k  |-  ( ph  ->  ( Xt_ `  (
x  e.  I  |->  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) ) )  e.  Comp )
Assertion
Ref Expression
kelac2  |-  ( ph  -> 
X_ x  e.  I  S  =/=  (/) )
Distinct variable groups:    ph, x    x, I
Allowed substitution hints:    S( x)    V( x)

Proof of Theorem kelac2
StepHypRef Expression
1 kelac2.z . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  =/=  (/) )
2 kelac2.s . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  e.  V )
3 kelac2lem 29342 . . 3  |-  ( S  e.  V  ->  ( topGen `
 { S ,  { ~P U. S } } )  e.  Comp )
4 cmptop 18957 . . 3  |-  ( (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } )  e.  Comp  -> 
( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } )  e.  Top )
52, 3, 43syl 20 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( topGen `
 { S ,  { ~P U. S } } )  e.  Top )
6 uncom 3497 . . . . . . 7  |-  ( S  u.  { ~P U. S } )  =  ( { ~P U. S }  u.  S )
76difeq1i 3467 . . . . . 6  |-  ( ( S  u.  { ~P U. S } )  \  S )  =  ( ( { ~P U. S }  u.  S
)  \  S )
8 difun2 3755 . . . . . 6  |-  ( ( { ~P U. S }  u.  S )  \  S )  =  ( { ~P U. S }  \  S )
97, 8eqtri 2461 . . . . 5  |-  ( ( S  u.  { ~P U. S } )  \  S )  =  ( { ~P U. S }  \  S )
10 snex 4530 . . . . . . 7  |-  { ~P U. S }  e.  _V
11 uniprg 4102 . . . . . . 7  |-  ( ( S  e.  V  /\  { ~P U. S }  e.  _V )  ->  U. { S ,  { ~P U. S } }  =  ( S  u.  { ~P U. S } ) )
122, 10, 11sylancl 657 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  U. { S ,  { ~P U. S } }  =  ( S  u.  { ~P U. S } ) )
1312difeq1d 3470 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( U. { S ,  { ~P U. S } }  \  S )  =  ( ( S  u.  { ~P U. S } ) 
\  S ) )
14 incom 3540 . . . . . . 7  |-  ( { ~P U. S }  i^i  S )  =  ( S  i^i  { ~P U. S } )
15 pwuninel 6790 . . . . . . . . 9  |-  -.  ~P U. S  e.  S
1615a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  -.  ~P U. S  e.  S
)
17 disjsn 3933 . . . . . . . 8  |-  ( ( S  i^i  { ~P U. S } )  =  (/) 
<->  -.  ~P U. S  e.  S )
1816, 17sylibr 212 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( S  i^i  { ~P U. S } )  =  (/) )
1914, 18syl5eq 2485 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( { ~P U. S }  i^i  S )  =  (/) )
20 disj3 3720 . . . . . 6  |-  ( ( { ~P U. S }  i^i  S )  =  (/) 
<->  { ~P U. S }  =  ( { ~P U. S }  \  S ) )
2119, 20sylib 196 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  { ~P U. S }  =  ( { ~P U. S }  \  S ) )
229, 13, 213eqtr4a 2499 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( U. { S ,  { ~P U. S } }  \  S )  =  { ~P U. S } )
23 prex 4531 . . . . . 6  |-  { S ,  { ~P U. S } }  e.  _V
24 bastg 18530 . . . . . 6  |-  ( { S ,  { ~P U. S } }  e.  _V  ->  { S ,  { ~P U. S } }  C_  ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) )
2523, 24mp1i 12 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  { S ,  { ~P U. S } }  C_  ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } }
) )
2610prid2 3981 . . . . . 6  |-  { ~P U. S }  e.  { S ,  { ~P U. S } }
2726a1i 11 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  { ~P U. S }  e.  { S ,  { ~P U. S } } )
2825, 27sseldd 3354 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  { ~P U. S }  e.  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) )
2922, 28eqeltrd 2515 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( U. { S ,  { ~P U. S } }  \  S )  e.  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) )
30 prid1g 3978 . . . . 5  |-  ( S  e.  V  ->  S  e.  { S ,  { ~P U. S } }
)
31 elssuni 4118 . . . . 5  |-  ( S  e.  { S ,  { ~P U. S } }  ->  S  C_  U. { S ,  { ~P U. S } } )
322, 30, 313syl 20 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  C_ 
U. { S ,  { ~P U. S } } )
33 unitg 18531 . . . . . . 7  |-  ( { S ,  { ~P U. S } }  e.  _V  ->  U. ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } )  =  U. { S ,  { ~P U. S } } )
3423, 33ax-mp 5 . . . . . 6  |-  U. ( topGen `
 { S ,  { ~P U. S } } )  =  U. { S ,  { ~P U. S } }
3534eqcomi 2445 . . . . 5  |-  U. { S ,  { ~P U. S } }  =  U. ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } )
3635iscld2 18591 . . . 4  |-  ( ( ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } )  e.  Top  /\  S  C_  U. { S ,  { ~P U. S } } )  ->  ( S  e.  ( Clsd `  ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) )  <->  ( U. { S ,  { ~P U. S } }  \  S )  e.  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) ) )
375, 32, 36syl2anc 656 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ( S  e.  ( Clsd `  ( topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) )  <->  ( U. { S ,  { ~P U. S } }  \  S )  e.  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) ) )
3829, 37mpbird 232 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  S  e.  ( Clsd `  ( topGen `
 { S ,  { ~P U. S } } ) ) )
39 f1oi 5673 . . 3  |-  (  _I  |`  S ) : S -1-1-onto-> S
4039a1i 11 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  (  _I  |`  S ) : S -1-1-onto-> S )
41 elssuni 4118 . . . . 5  |-  ( { ~P U. S }  e.  { S ,  { ~P U. S } }  ->  { ~P U. S }  C_  U. { S ,  { ~P U. S } } )
4226, 41mp1i 12 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  { ~P U. S }  C_  U. { S ,  { ~P U. S } } )
43 uniexg 6376 . . . . 5  |-  ( S  e.  V  ->  U. S  e.  _V )
44 pwexg 4473 . . . . 5  |-  ( U. S  e.  _V  ->  ~P
U. S  e.  _V )
45 snidg 3900 . . . . 5  |-  ( ~P
U. S  e.  _V  ->  ~P U. S  e. 
{ ~P U. S } )
462, 43, 44, 454syl 21 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ~P U. S  e.  { ~P U. S } )
4742, 46sseldd 3354 . . 3  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ~P U. S  e.  U. { S ,  { ~P U. S } } )
4847, 34syl6eleqr 2532 . 2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  I )  ->  ~P U. S  e.  U. ( topGen `
 { S ,  { ~P U. S } } ) )
49 kelac2.k . 2  |-  ( ph  ->  ( Xt_ `  (
x  e.  I  |->  (
topGen `  { S ,  { ~P U. S } } ) ) )  e.  Comp )
501, 5, 38, 40, 48, 49kelac1 29341 1  |-  ( ph  -> 
X_ x  e.  I  S  =/=  (/) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1364    e. wcel 1761    =/= wne 2604   _Vcvv 2970    \ cdif 3322    u. cun 3323    i^i cin 3324    C_ wss 3325   (/)c0 3634   ~Pcpw 3857   {csn 3874   {cpr 3876   U.cuni 4088    e. cmpt 4347    _I cid 4627    |` cres 4838   -1-1-onto->wf1o 5414   ` cfv 5415   X_cixp 7259   topGenctg 14372   Xt_cpt 14373   Topctop 18457   Clsdccld 18579   Compccmp 18948
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-rep 4400  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-int 4126  df-iun 4170  df-iin 4171  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-2o 6917  df-oadd 6920  df-er 7097  df-map 7212  df-ixp 7260  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-fi 7657  df-topgen 14378  df-pt 14379  df-top 18462  df-bases 18464  df-cld 18582  df-cmp 18949
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