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Theorem nrmr0reg 19464
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 19082 . . 3  |-  ( J  e.  Nrm  ->  J  e.  Top )
21adantr 465 . 2  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  J  e.  Top )
3 simpll 753 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Nrm )
4 simprl 755 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  x  e.  J )
52adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  Top )
6 eqid 2454 . . . . . . . 8  |-  U. J  =  U. J
76toptopon 18680 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  Top  <->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
85, 7sylib 196 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
9 simplr 754 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (KQ `  J )  e.  Fre )
10 simprr 756 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  x )
11 elunii 4207 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  x  /\  x  e.  J )  ->  y  e.  U. J
)
1210, 4, 11syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  y  e.  U. J )
13 eqid 2454 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  U. J  |->  { w  e.  J  | 
z  e.  w }
)  =  ( z  e.  U. J  |->  { w  e.  J  | 
z  e.  w }
)
1413r0cld 19453 . . . . . 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 1219 . . . . 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 1054 . . . . . . 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 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e. 
Nrm  /\  (KQ `  J
)  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  /\  a  e.  U. J )  ->  x  e.  J )
18 elequ2 1763 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  =  x  ->  (
a  e.  b  <->  a  e.  x ) )
19 elequ2 1763 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  =  x  ->  (
y  e.  b  <->  y  e.  x ) )
2018, 19bibi12d 321 . . . . . . . . . 10  |-  ( b  =  x  ->  (
( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <-> 
( a  e.  x  <->  y  e.  x ) ) )
2120rspcv 3175 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  J  ->  ( A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  ->  ( a  e.  x  <->  y  e.  x
) ) )
2217, 21syl 16 . . . . . . . 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 1185 . . . . . . 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 232 . . . . . 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 3543 . . . . 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 19101 . . . . 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 1221 . . . 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 237 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e.  Fre )  /\  ( x  e.  J  /\  y  e.  x
) )  ->  (
y  e.  b  <->  y  e.  b ) )
2928ralrimivw 2831 . . . . . . . 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 1761 . . . . . . . . . . 11  |-  ( a  =  y  ->  (
a  e.  b  <->  y  e.  b ) )
3130bibi1d 319 . . . . . . . . . 10  |-  ( a  =  y  ->  (
( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <-> 
( y  e.  b  <-> 
y  e.  b ) ) )
3231ralbidv 2846 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  y  ->  ( A. b  e.  J  ( a  e.  b  <-> 
y  e.  b )  <->  A. b  e.  J  ( y  e.  b  <-> 
y  e.  b ) ) )
3332elrab 3224 . . . . . . . 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 664 . . . . . . 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 3461 . . . . . . 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 30 . . . . . 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 564 . . . . 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 2933 . . . 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 2914 . 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 19078 . 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 664 1  |-  ( ( J  e.  Nrm  /\  (KQ `  J )  e. 
Fre )  ->  J  e.  Reg )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 965    e. wcel 1758   A.wral 2799   E.wrex 2800   {crab 2803    C_ wss 3439   U.cuni 4202    |-> cmpt 4461   ` cfv 5529   Topctop 18640  TopOnctopon 18641   Clsdccld 18762   clsccl 18764   Frect1 19053   Regcreg 19055   Nrmcnrm 19056  KQckq 19408
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1592  ax-4 1603  ax-5 1671  ax-6 1710  ax-7 1730  ax-8 1760  ax-9 1762  ax-10 1777  ax-11 1782  ax-12 1794  ax-13 1955  ax-ext 2432  ax-rep 4514  ax-sep 4524  ax-nul 4532  ax-pow 4581  ax-pr 4642  ax-un 6485
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 967  df-tru 1373  df-ex 1588  df-nf 1591  df-sb 1703  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2650  df-ral 2804  df-rex 2805  df-reu 2806  df-rab 2808  df-v 3080  df-sbc 3295  df-csb 3399  df-dif 3442  df-un 3444  df-in 3446  df-ss 3453  df-nul 3749  df-if 3903  df-pw 3973  df-sn 3989  df-pr 3991  df-op 3995  df-uni 4203  df-iun 4284  df-br 4404  df-opab 4462  df-mpt 4463  df-id 4747  df-xp 4957  df-rel 4958  df-cnv 4959  df-co 4960  df-dm 4961  df-rn 4962  df-res 4963  df-ima 4964  df-iota 5492  df-fun 5531  df-fn 5532  df-f 5533  df-f1 5534  df-fo 5535  df-f1o 5536  df-fv 5537  df-ov 6206  df-oprab 6207  df-mpt2 6208  df-map 7329  df-qtop 14568  df-top 18645  df-topon 18648  df-cld 18765  df-cn 18973  df-t1 19060  df-reg 19062  df-nrm 19063  df-kq 19409
This theorem is referenced by:  nrmreg  19539
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