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Theorem nrmr0reg 20813
Description: A normal R0 space is also regular. These spaces are usually referred to as normal regular spaces. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
nrmr0reg  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  J  e.  Reg )

Proof of Theorem nrmr0reg
Dummy variables  x  y  a  b  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nrmtop 20401 . . 3  |-  ( J  e.  Nrm  ->  J  e.  Top )
21adantr 471 . 2  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  J  e.  Top )
3 simpll 765 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Nrm )
4 simprl 769 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  x  e.  J )
52adantr 471 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Top )
6 eqid 2462 . . . . . . . 8  |-  U. J  =  U. J
76toptopon 19997 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  Top  <->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
85, 7sylib 201 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
9 simplr 767 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (KQ `  J )  e.  Fre )
10 simprr 771 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  x )
11 elunii 4217 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  x  /\  x  e.  J )  ->  y  e.  U. J
)
1210, 4, 11syl2anc 671 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  U. J )
13 eqid 2462 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  U. J  |->  { w  e.  J  | 
z  e.  w }
)  =  ( z  e.  U. J  |->  { w  e.  J  | 
z  e.  w }
)
1413r0cld 20802 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  U. J )  /\  (KQ `  J )  e.  Fre  /\  y  e.  U. J
)  ->  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  e.  ( Clsd `  J )
)
158, 9, 12, 14syl3anc 1276 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  e.  ( Clsd `  J ) )
16 simp1rr 1080 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J  /\  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) )  -> 
y  e.  x )
174adantr 471 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J )  ->  x  e.  J )
18 elequ2 1912 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  =  x  ->  (
a  e.  b  <->  a  e.  x ) )
19 elequ2 1912 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  =  x  ->  (
y  e.  b  <->  y  e.  x ) )
2018, 19bibi12d 327 . . . . . . . . . 10  |-  ( b  =  x  ->  (
( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <-> 
( a  e.  x  <->  y  e.  x ) ) )
2120rspcv 3158 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  J  ->  ( A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  ->  ( a  e.  x  <->  y  e.  x
) ) )
2217, 21syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J )  -> 
( A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b )  ->  ( a  e.  x  <->  y  e.  x
) ) )
23223impia 1212 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J  /\  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) )  -> 
( a  e.  x  <->  y  e.  x ) )
2416, 23mpbird 240 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J  /\  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) )  -> 
a  e.  x )
2524rabssdv 3521 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  C_  x )
26 nrmsep3 20420 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  ( x  e.  J  /\  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  e.  (
Clsd `  J )  /\  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  C_  x
) )  ->  E. z  e.  J  ( {
a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  C_  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  x ) )
273, 4, 15, 25, 26syl13anc 1278 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  E. z  e.  J  ( {
a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  C_  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  x ) )
28 biidd 245 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (
y  e.  b  <->  y  e.  b ) )
2928ralrimivw 2815 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  A. b  e.  J  ( y  e.  b  <->  y  e.  b ) )
30 elequ1 1905 . . . . . . . . . . 11  |-  ( a  =  y  ->  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) )
3130bibi1d 325 . . . . . . . . . 10  |-  ( a  =  y  ->  (
( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <-> 
( y  e.  b  <-> 
y  e.  b ) ) )
3231ralbidv 2839 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  y  ->  ( A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <->  A. b  e.  J  ( y  e.  b  <-> 
y  e.  b ) ) )
3332elrab 3208 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  { a  e. 
U. J  |  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  <->  ( y  e.  U. J  /\  A. b  e.  J  (
y  e.  b  <->  y  e.  b ) ) )
3412, 29, 33sylanbrc 675 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b ) } )
35 ssel 3438 . . . . . . 7  |-  ( { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  C_  z  ->  ( y  e.  { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b ) }  ->  y  e.  z ) )
3634, 35syl5com 31 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  C_  z  ->  y  e.  z ) )
3736anim1d 572 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (
( { a  e. 
U. J  |  A. b  e.  J  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  C_  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  x )  ->  ( y  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  x )
) )
3837reximdv 2873 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  ( E. z  e.  J  ( { a  e.  U. J  |  A. b  e.  J  ( a  e.  b  <->  y  e.  b ) }  C_  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  x )  ->  E. z  e.  J  ( y  e.  z  /\  (
( cls `  J
) `  z )  C_  x ) ) )
3927, 38mpd 15 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  E. z  e.  J  ( y  e.  z  /\  (
( cls `  J
) `  z )  C_  x ) )
4039ralrimivva 2821 . 2  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  A. x  e.  J  A. y  e.  x  E. z  e.  J  ( y  e.  z  /\  (
( cls `  J
) `  z )  C_  x ) )
41 isreg 20397 . 2  |-  ( J  e.  Reg  <->  ( J  e.  Top  /\  A. x  e.  J  A. y  e.  x  E. z  e.  J  ( y  e.  z  /\  (
( cls `  J
) `  z )  C_  x ) ) )
422, 40, 41sylanbrc 675 1  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  J  e.  Reg )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 375    /\ w3a 991    e. wcel 1898   A.wral 2749   E.wrex 2750   {crab 2753    C_ wss 3416   U.cuni 4212    |-> cmpt 4475   ` cfv 5601   Topctop 19966  TopOnctopon 19967   Clsdccld 20080   clsccl 20082   Frect1 20372   Regcreg 20374   Nrmcnrm 20375  KQckq 20757
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1680  ax-4 1693  ax-5 1769  ax-6 1816  ax-7 1862  ax-8 1900  ax-9 1907  ax-10 1926  ax-11 1931  ax-12 1944  ax-13 2102  ax-ext 2442  ax-rep 4529  ax-sep 4539  ax-nul 4548  ax-pow 4595  ax-pr 4653  ax-un 6610
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 376  df-an 377  df-3an 993  df-tru 1458  df-ex 1675  df-nf 1679  df-sb 1809  df-eu 2314  df-mo 2315  df-clab 2449  df-cleq 2455  df-clel 2458  df-nfc 2592  df-ne 2635  df-ral 2754  df-rex 2755  df-reu 2756  df-rab 2758  df-v 3059  df-sbc 3280  df-csb 3376  df-dif 3419  df-un 3421  df-in 3423  df-ss 3430  df-nul 3744  df-if 3894  df-pw 3965  df-sn 3981  df-pr 3983  df-op 3987  df-uni 4213  df-iun 4294  df-br 4417  df-opab 4476  df-mpt 4477  df-id 4768  df-xp 4859  df-rel 4860  df-cnv 4861  df-co 4862  df-dm 4863  df-rn 4864  df-res 4865  df-ima 4866  df-iota 5565  df-fun 5603  df-fn 5604  df-f 5605  df-f1 5606  df-fo 5607  df-f1o 5608  df-fv 5609  df-ov 6318  df-oprab 6319  df-mpt2 6320  df-map 7500  df-qtop 15455  df-top 19970  df-topon 19972  df-cld 20083  df-cn 20292  df-t1 20379  df-reg 20381  df-nrm 20382  df-kq 20758
This theorem is referenced by:  nrmreg  20888
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