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Theorem neips 20206
Description: A neighborhood of a set is a neighborhood of every point in the set. Proposition of [BourbakiTop1] p. I.2. (Contributed by FL, 16-Nov-2006.)
Hypothesis
Ref Expression
neips.1  |-  X  = 
U. J
Assertion
Ref Expression
neips  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  <->  A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) ) )
Distinct variable groups:    J, p    N, p    S, p    X, p

Proof of Theorem neips
Dummy variables  g  h  v are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 snssi 4107 . . . . . 6  |-  ( p  e.  S  ->  { p }  C_  S )
2 neiss 20202 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  /\  {
p }  C_  S
)  ->  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) )
31, 2syl3an3 1327 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  Top  /\  N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  /\  p  e.  S )  ->  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) )
433exp 1230 . . . 4  |-  ( J  e.  Top  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  ->  (
p  e.  S  ->  N  e.  ( ( nei `  J ) `  { p } ) ) ) )
54ralrimdv 2811 . . 3  |-  ( J  e.  Top  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  ->  A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) ) )
653ad2ant1 1051 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  ->  A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) ) )
7 r19.28zv 3855 . . . . 5  |-  ( S  =/=  (/)  ->  ( A. p  e.  S  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  (
p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  <-> 
( N  C_  X  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
873ad2ant3 1053 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( A. p  e.  S  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  <-> 
( N  C_  X  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
9 ssrab2 3500 . . . . . . . . . 10  |-  { v  e.  J  |  v 
C_  N }  C_  J
10 uniopn 20004 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  { v  e.  J  | 
v  C_  N }  C_  J )  ->  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  e.  J )
119, 10mpan2 685 . . . . . . . . 9  |-  ( J  e.  Top  ->  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  e.  J )
1211ad2antrr 740 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N }  e.  J )
13 sseq1 3439 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( v  =  g  ->  (
v  C_  N  <->  g  C_  N ) )
1413elrab 3184 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( g  e.  { v  e.  J  |  v  C_  N }  <->  ( g  e.  J  /\  g  C_  N ) )
15 elunii 4195 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( p  e.  g  /\  g  e.  { v  e.  J  |  v  C_  N } )  ->  p  e.  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N } )
1614, 15sylan2br 484 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( p  e.  g  /\  ( g  e.  J  /\  g  C_  N ) )  ->  p  e.  U. { v  e.  J  |  v  C_  N }
)
1716an12s 818 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( g  e.  J  /\  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  p  e.  U. { v  e.  J  |  v  C_  N }
)
1817rexlimiva 2868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N )  ->  p  e.  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N } )
1918ralimi 2796 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. p  e.  S  E. g  e.  J  (
p  e.  g  /\  g  C_  N )  ->  A. p  e.  S  p  e.  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N } )
20 dfss3 3408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( S 
C_  U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  <->  A. p  e.  S  p  e.  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N } )
2119, 20sylibr 217 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. p  e.  S  E. g  e.  J  (
p  e.  g  /\  g  C_  N )  ->  S  C_  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N } )
2221adantl 473 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  S  C_  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }
)
23 unissb 4221 . . . . . . . . . 10  |-  ( U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  C_  N  <->  A. h  e.  {
v  e.  J  | 
v  C_  N }
h  C_  N )
24 sseq1 3439 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  =  h  ->  (
v  C_  N  <->  h  C_  N
) )
2524elrab 3184 . . . . . . . . . . 11  |-  ( h  e.  { v  e.  J  |  v  C_  N }  <->  ( h  e.  J  /\  h  C_  N ) )
2625simprbi 471 . . . . . . . . . 10  |-  ( h  e.  { v  e.  J  |  v  C_  N }  ->  h  C_  N )
2723, 26mprgbir 2771 . . . . . . . . 9  |-  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  C_  N
2822, 27jctir 547 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  ( S  C_ 
U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  /\  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  C_  N ) )
29 sseq2 3440 . . . . . . . . . 10  |-  ( h  =  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N }  ->  ( S  C_  h  <->  S  C_  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }
) )
30 sseq1 3439 . . . . . . . . . 10  |-  ( h  =  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N }  ->  ( h  C_  N  <->  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N }  C_  N ) )
3129, 30anbi12d 725 . . . . . . . . 9  |-  ( h  =  U. { v  e.  J  |  v 
C_  N }  ->  ( ( S  C_  h  /\  h  C_  N )  <-> 
( S  C_  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  /\  U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  C_  N ) ) )
3231rspcev 3136 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  e.  J  /\  ( S  C_  U. {
v  e.  J  | 
v  C_  N }  /\  U. { v  e.  J  |  v  C_  N }  C_  N ) )  ->  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) )
3312, 28, 32syl2anc 673 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) )
3433ex 441 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N )  ->  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) ) )
3534anim2d 575 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( N  C_  X  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  -> 
( N  C_  X  /\  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) ) ) )
36353adant3 1050 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  (
( N  C_  X  /\  A. p  e.  S  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  ( N  C_  X  /\  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) ) ) )
378, 36sylbid 223 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( A. p  e.  S  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) )  ->  ( N  C_  X  /\  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N
) ) ) )
38 ssel2 3413 . . . . . . 7  |-  ( ( S  C_  X  /\  p  e.  S )  ->  p  e.  X )
39 neips.1 . . . . . . . 8  |-  X  = 
U. J
4039isneip 20198 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  Top  /\  p  e.  X )  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } )  <->  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
4138, 40sylan2 482 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( S  C_  X  /\  p  e.  S )
)  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } )  <->  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
4241anassrs 660 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  p  e.  S
)  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } )  <->  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
4342ralbidva 2828 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } )  <->  A. p  e.  S  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
44433adant3 1050 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J ) `  { p } )  <->  A. p  e.  S  ( N  C_  X  /\  E. g  e.  J  ( p  e.  g  /\  g  C_  N ) ) ) )
4539isnei 20196 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( N  e.  ( ( nei `  J
) `  S )  <->  ( N  C_  X  /\  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) ) ) )
46453adant3 1050 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  <->  ( N  C_  X  /\  E. h  e.  J  ( S  C_  h  /\  h  C_  N ) ) ) )
4737, 44, 463imtr4d 276 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J ) `  { p } )  ->  N  e.  ( ( nei `  J
) `  S )
) )
486, 47impbid 195 1  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X  /\  S  =/=  (/) )  ->  ( N  e.  ( ( nei `  J ) `  S )  <->  A. p  e.  S  N  e.  ( ( nei `  J
) `  { p } ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 376    /\ w3a 1007    = wceq 1452    e. wcel 1904    =/= wne 2641   A.wral 2756   E.wrex 2757   {crab 2760    C_ wss 3390   (/)c0 3722   {csn 3959   U.cuni 4190   ` cfv 5589   Topctop 19994   neicnei 20190
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-rep 4508  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639
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-reu 2763  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  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-iun 4271  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-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-top 19998  df-nei 20191
This theorem is referenced by:  utop2nei  21343
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