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Theorem kgentopon 17523
Description: The compact generator generates a topology. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
kgentopon  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (𝑘Gen `  J
)  e.  (TopOn `  X ) )

Proof of Theorem kgentopon
Dummy variables  y  x  k are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uniss 3996 . . . . . . 7  |-  ( x 
C_  (𝑘Gen `  J )  ->  U. x  C_  U. (𝑘Gen `  J ) )
2 kgenval 17520 . . . . . . . . 9  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (𝑘Gen `  J
)  =  { x  e.  ~P X  |  A. k  e.  ~P  X
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( x  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) } )
3 ssrab2 3388 . . . . . . . . 9  |-  { x  e.  ~P X  |  A. k  e.  ~P  X
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( x  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) }  C_  ~P X
42, 3syl6eqss 3358 . . . . . . . 8  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (𝑘Gen `  J
)  C_  ~P X
)
5 sspwuni 4136 . . . . . . . 8  |-  ( (𝑘Gen `  J )  C_  ~P X 
<-> 
U. (𝑘Gen `  J )  C_  X )
64, 5sylib 189 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  U. (𝑘Gen `  J )  C_  X
)
71, 6sylan9ssr 3322 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  ->  U. x  C_  X
)
8 iunin2 4115 . . . . . . . . . 10  |-  U_ y  e.  x  ( k  i^i  y )  =  ( k  i^i  U_ y  e.  x  y )
9 uniiun 4104 . . . . . . . . . . 11  |-  U. x  =  U_ y  e.  x  y
109ineq2i 3499 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  i^i  U. x )  =  ( k  i^i  U_ y  e.  x  y )
11 incom 3493 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  i^i  U. x )  =  ( U. x  i^i  k )
128, 10, 113eqtr2i 2430 . . . . . . . . 9  |-  U_ y  e.  x  ( k  i^i  y )  =  ( U. x  i^i  k
)
13 cmptop 17412 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( Jt  k )  e. 
Top )
1413ad2antll 710 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  ( k  e. 
~P X  /\  ( Jt  k )  e.  Comp ) )  ->  ( Jt  k )  e.  Top )
15 incom 3493 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  i^i  k )  =  ( k  i^i  y
)
16 simplr 732 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  ( k  e. 
~P X  /\  ( Jt  k )  e.  Comp ) )  ->  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )
1716sselda 3308 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J
) )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  /\  y  e.  x )  ->  y  e.  (𝑘Gen `  J
) )
18 simplrr 738 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J
) )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  /\  y  e.  x )  ->  ( Jt  k )  e. 
Comp )
19 kgeni 17522 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  ( Jt  k
)  e.  Comp )  ->  ( y  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
2017, 18, 19syl2anc 643 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J
) )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  /\  y  e.  x )  ->  ( y  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
2115, 20syl5eqelr 2489 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J
) )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  /\  y  e.  x )  ->  ( k  i^i  y
)  e.  ( Jt  k ) )
2221ralrimiva 2749 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  ( k  e. 
~P X  /\  ( Jt  k )  e.  Comp ) )  ->  A. y  e.  x  ( k  i^i  y )  e.  ( Jt  k ) )
23 iunopn 16926 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( Jt  k )  e. 
Top  /\  A. y  e.  x  ( k  i^i  y )  e.  ( Jt  k ) )  ->  U_ y  e.  x  ( k  i^i  y
)  e.  ( Jt  k ) )
2414, 22, 23syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  ( k  e. 
~P X  /\  ( Jt  k )  e.  Comp ) )  ->  U_ y  e.  x  ( k  i^i  y )  e.  ( Jt  k ) )
2512, 24syl5eqelr 2489 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  ( k  e. 
~P X  /\  ( Jt  k )  e.  Comp ) )  ->  ( U. x  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
2625expr 599 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (
( Jt  k )  e. 
Comp  ->  ( U. x  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) )
2726ralrimiva 2749 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  ->  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( U. x  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) )
28 elkgen 17521 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  ( U. x  e.  (𝑘Gen `  J
)  <->  ( U. x  C_  X  /\  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( U. x  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) ) ) )
2928adantr 452 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  ->  ( U. x  e.  (𝑘Gen `  J )  <->  ( U. x  C_  X  /\  A. k  e.  ~P  X
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( U. x  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) ) ) )
307, 27, 29mpbir2and 889 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  x  C_  (𝑘Gen `  J ) )  ->  U. x  e.  (𝑘Gen `  J ) )
3130ex 424 . . . 4  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  ( x  C_  (𝑘Gen `  J )  ->  U. x  e.  (𝑘Gen `  J ) ) )
3231alrimiv 1638 . . 3  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  A. x
( x  C_  (𝑘Gen `  J )  ->  U. x  e.  (𝑘Gen `  J ) ) )
33 inss1 3521 . . . . . 6  |-  ( x  i^i  y )  C_  x
34 elssuni 4003 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  (𝑘Gen `  J )  ->  x  C_  U. (𝑘Gen `  J
) )
3534ad2antrl 709 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  x  C_  U. (𝑘Gen `  J ) )
36 ssid 3327 . . . . . . . . . . . 12  |-  X  C_  X
3736a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  C_  X
)
38 elpwi 3767 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  ~P X  -> 
k  C_  X )
3938ad2antrl 709 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
k  C_  X )
40 dfss1 3505 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k 
C_  X  <->  ( X  i^i  k )  =  k )
4139, 40sylib 189 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( X  i^i  k
)  =  k )
4238adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp )  ->  k  C_  X )
43 resttopon 17179 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  k  C_  X )  ->  ( Jt  k )  e.  (TopOn `  k ) )
4442, 43sylan2 461 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( Jt  k )  e.  (TopOn `  k )
)
45 toponmax 16948 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( Jt  k )  e.  (TopOn `  k )  ->  k  e.  ( Jt  k ) )
4644, 45syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
k  e.  ( Jt  k ) )
4741, 46eqeltrd 2478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( X  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
4847expr 599 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  k  e.  ~P X )  -> 
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( X  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) )
4948ralrimiva 2749 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( X  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) )
50 elkgen 17521 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  ( X  e.  (𝑘Gen `  J )  <->  ( X  C_  X  /\  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( X  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) ) ) )
5137, 49, 50mpbir2and 889 . . . . . . . . . 10  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  e.  (𝑘Gen
`  J ) )
52 elssuni 4003 . . . . . . . . . 10  |-  ( X  e.  (𝑘Gen `  J )  ->  X  C_  U. (𝑘Gen `  J
) )
5351, 52syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  C_  U. (𝑘Gen `  J ) )
5453, 6eqssd 3325 . . . . . . . 8  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. (𝑘Gen `  J ) )
5554adantr 452 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  X  =  U. (𝑘Gen `  J ) )
5635, 55sseqtr4d 3345 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  x  C_  X
)
5733, 56syl5ss 3319 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  ( x  i^i  y )  C_  X
)
58 inindir 3519 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  i^i  y )  i^i  k )  =  ( ( x  i^i  k )  i^i  (
y  i^i  k )
)
5913ad2antll 710 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( Jt  k )  e. 
Top )
60 simplrl 737 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  ->  x  e.  (𝑘Gen `  J
) )
61 simprr 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( Jt  k )  e. 
Comp )
62 kgeni 17522 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  ( Jt  k
)  e.  Comp )  ->  ( x  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
6360, 61, 62syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( x  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
64 simplrr 738 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
y  e.  (𝑘Gen `  J
) )
6564, 61, 19syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( y  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
66 inopn 16927 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( Jt  k )  e. 
Top  /\  ( x  i^i  k )  e.  ( Jt  k )  /\  (
y  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) )  ->  ( ( x  i^i  k )  i^i  ( y  i^i  k
) )  e.  ( Jt  k ) )
6759, 63, 65, 66syl3anc 1184 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( ( x  i^i  k )  i^i  (
y  i^i  k )
)  e.  ( Jt  k ) )
6858, 67syl5eqel 2488 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  ( k  e.  ~P X  /\  ( Jt  k )  e. 
Comp ) )  -> 
( ( x  i^i  y )  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) )
6968expr 599 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  /\  k  e. 
~P X )  -> 
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( ( x  i^i  y )  i^i  k )  e.  ( Jt  k ) ) )
7069ralrimiva 2749 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( ( x  i^i  y )  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) )
71 elkgen 17521 . . . . . 6  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  ( (
x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J )  <->  ( (
x  i^i  y )  C_  X  /\  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( ( x  i^i  y )  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) ) ) )
7271adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  ( (
x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J )  <->  ( (
x  i^i  y )  C_  X  /\  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( ( x  i^i  y )  i^i  k
)  e.  ( Jt  k ) ) ) ) )
7357, 70, 72mpbir2and 889 . . . 4  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  (
x  e.  (𝑘Gen `  J
)  /\  y  e.  (𝑘Gen
`  J ) ) )  ->  ( x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J ) )
7473ralrimivva 2758 . . 3  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  A. x  e.  (𝑘Gen `  J ) A. y  e.  (𝑘Gen `  J
) ( x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J ) )
75 fvex 5701 . . . 4  |-  (𝑘Gen `  J
)  e.  _V
76 istopg 16923 . . . 4  |-  ( (𝑘Gen `  J )  e.  _V  ->  ( (𝑘Gen `  J )  e. 
Top 
<->  ( A. x ( x  C_  (𝑘Gen `  J
)  ->  U. x  e.  (𝑘Gen `  J ) )  /\  A. x  e.  (𝑘Gen `  J ) A. y  e.  (𝑘Gen `  J
) ( x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J ) ) ) )
7775, 76ax-mp 8 . . 3  |-  ( (𝑘Gen `  J )  e.  Top  <->  ( A. x ( x  C_  (𝑘Gen
`  J )  ->  U. x  e.  (𝑘Gen `  J ) )  /\  A. x  e.  (𝑘Gen `  J
) A. y  e.  (𝑘Gen `  J ) ( x  i^i  y )  e.  (𝑘Gen `  J ) ) )
7832, 74, 77sylanbrc 646 . 2  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (𝑘Gen `  J
)  e.  Top )
79 istopon 16945 . 2  |-  ( (𝑘Gen `  J )  e.  (TopOn `  X )  <->  ( (𝑘Gen `  J )  e.  Top  /\  X  =  U. (𝑘Gen `  J ) ) )
8078, 54, 79sylanbrc 646 1  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (𝑘Gen `  J
)  e.  (TopOn `  X ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359   A.wal 1546    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   {crab 2670   _Vcvv 2916    i^i cin 3279    C_ wss 3280   ~Pcpw 3759   U.cuni 3975   U_ciun 4053   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   ↾t crest 13603   Topctop 16913  TopOnctopon 16914   Compccmp 17403  𝑘Genckgen 17518
This theorem is referenced by:  kgenuni  17524  kgenftop  17525  kgenhaus  17529  kgenidm  17532  kgencn  17541  kgencn3  17543  kgen2cn  17544
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-rep 4280  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-3or 937  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-reu 2673  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-oadd 6687  df-er 6864  df-en 7069  df-fin 7072  df-fi 7374  df-rest 13605  df-topgen 13622  df-top 16918  df-bases 16920  df-topon 16921  df-cmp 17404  df-kgen 17519
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