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Theorem ordcmp 31056
Description: An ordinal topology is compact iff the underlying set is its supremum (union) only when the ordinal is  1o. (Contributed by Chen-Pang He, 1-Nov-2015.)
Assertion
Ref Expression
ordcmp  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Comp  <->  ( U. A  =  U. U. A  ->  A  =  1o )
) )

Proof of Theorem ordcmp
StepHypRef Expression
1 orduni 6579 . . . 4  |-  ( Ord 
A  ->  Ord  U. A
)
2 unizlim 5501 . . . . . 6  |-  ( Ord  U. A  ->  ( U. A  =  U. U. A  <->  ( U. A  =  (/)  \/ 
Lim  U. A ) ) )
3 uni0b 4187 . . . . . . 7  |-  ( U. A  =  (/)  <->  A  C_  { (/) } )
43orbi1i 522 . . . . . 6  |-  ( ( U. A  =  (/)  \/ 
Lim  U. A )  <->  ( A  C_ 
{ (/) }  \/  Lim  U. A ) )
52, 4syl6bb 264 . . . . 5  |-  ( Ord  U. A  ->  ( U. A  =  U. U. A  <->  ( A  C_  { (/) }  \/  Lim  U. A ) ) )
65biimpd 210 . . . 4  |-  ( Ord  U. A  ->  ( U. A  =  U. U. A  ->  ( A  C_  { (/) }  \/  Lim  U. A
) ) )
71, 6syl 17 . . 3  |-  ( Ord 
A  ->  ( U. A  =  U. U. A  ->  ( A  C_  { (/) }  \/  Lim  U. A
) ) )
8 sssn 4101 . . . . . . 7  |-  ( A 
C_  { (/) }  <->  ( A  =  (/)  \/  A  =  { (/) } ) )
9 0ntop 19877 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  (/)  e.  Top
10 cmptop 20352 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (/)  e.  Comp  ->  (/)  e.  Top )
119, 10mto 179 . . . . . . . . . 10  |-  -.  (/)  e.  Comp
12 eleq1 2494 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  =  (/)  ->  ( A  e.  Comp  <->  (/)  e.  Comp )
)
1311, 12mtbiri 304 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  (/)  ->  -.  A  e.  Comp )
1413pm2.21d 109 . . . . . . . 8  |-  ( A  =  (/)  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) )
15 id 22 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  =  { (/) }  ->  A  =  { (/) } )
16 df1o2 7149 . . . . . . . . . 10  |-  1o  =  { (/) }
1715, 16syl6eqr 2480 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  { (/) }  ->  A  =  1o )
1817a1d 26 . . . . . . . 8  |-  ( A  =  { (/) }  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) )
1914, 18jaoi 380 . . . . . . 7  |-  ( ( A  =  (/)  \/  A  =  { (/) } )  -> 
( A  e.  Comp  ->  A  =  1o )
)
208, 19sylbi 198 . . . . . 6  |-  ( A 
C_  { (/) }  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) )
2120a1i 11 . . . . 5  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  C_ 
{ (/) }  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) ) )
22 ordtop 31045 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Top  <->  A  =/=  U. A
) )
2322biimpd 210 . . . . . . . . . 10  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Top  ->  A  =/=  U. A ) )
2423necon2bd 2617 . . . . . . . . 9  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  U. A  ->  -.  A  e.  Top )
)
25 cmptop 20352 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  Comp  ->  A  e. 
Top )
2625con3i 140 . . . . . . . . 9  |-  ( -.  A  e.  Top  ->  -.  A  e.  Comp )
2724, 26syl6 34 . . . . . . . 8  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  U. A  ->  -.  A  e.  Comp ) )
2827a1dd 47 . . . . . . 7  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  U. A  ->  ( Lim  U. A  ->  -.  A  e.  Comp ) ) )
29 limsucncmp 31055 . . . . . . . . 9  |-  ( Lim  U. A  ->  -.  suc  U. A  e.  Comp )
30 eleq1 2494 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  =  suc  U. A  ->  ( A  e.  Comp  <->  suc  U. A  e.  Comp )
)
3130notbid 295 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  suc  U. A  ->  ( -.  A  e. 
Comp 
<->  -.  suc  U. A  e.  Comp ) )
3229, 31syl5ibr 224 . . . . . . . 8  |-  ( A  =  suc  U. A  ->  ( Lim  U. A  ->  -.  A  e.  Comp ) )
3332a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  suc  U. A  -> 
( Lim  U. A  ->  -.  A  e.  Comp ) ) )
34 orduniorsuc 6615 . . . . . . 7  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  U. A  \/  A  =  suc  U. A ) )
3528, 33, 34mpjaod 382 . . . . . 6  |-  ( Ord 
A  ->  ( Lim  U. A  ->  -.  A  e.  Comp ) )
36 pm2.21 111 . . . . . 6  |-  ( -.  A  e.  Comp  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) )
3735, 36syl6 34 . . . . 5  |-  ( Ord 
A  ->  ( Lim  U. A  ->  ( A  e.  Comp  ->  A  =  1o ) ) )
3821, 37jaod 381 . . . 4  |-  ( Ord 
A  ->  ( ( A  C_  { (/) }  \/  Lim  U. A )  -> 
( A  e.  Comp  ->  A  =  1o )
) )
3938com23 81 . . 3  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Comp  ->  ( ( A  C_  { (/) }  \/  Lim  U. A )  ->  A  =  1o )
) )
407, 39syl5d 69 . 2  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Comp  ->  ( U. A  =  U. U. A  ->  A  =  1o ) ) )
41 ordeleqon 6573 . . . . . . 7  |-  ( Ord 
A  <->  ( A  e.  On  \/  A  =  On ) )
42 unon 6616 . . . . . . . . . . 11  |-  U. On  =  On
4342eqcomi 2437 . . . . . . . . . 10  |-  On  =  U. On
4443unieqi 4171 . . . . . . . . 9  |-  U. On  =  U. U. On
45 unieq 4170 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  On  ->  U. A  =  U. On )
4645unieqd 4172 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  On  ->  U. U. A  =  U. U. On )
4744, 45, 463eqtr4a 2488 . . . . . . . 8  |-  ( A  =  On  ->  U. A  =  U. U. A )
4847orim2i 520 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  On  \/  A  =  On )  ->  ( A  e.  On  \/  U. A  =  U. U. A ) )
4941, 48sylbi 198 . . . . . 6  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  On  \/  U. A  =  U. U. A ) )
5049orcomd 389 . . . . 5  |-  ( Ord 
A  ->  ( U. A  =  U. U. A  \/  A  e.  On ) )
5150ord 378 . . . 4  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  A  e.  On ) )
52 unieq 4170 . . . . . . 7  |-  ( A  =  U. A  ->  U. A  =  U. U. A )
5352con3i 140 . . . . . 6  |-  ( -. 
U. A  =  U. U. A  ->  -.  A  =  U. A )
5434ord 378 . . . . . 6  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  A  =  U. A  ->  A  =  suc  U. A
) )
5553, 54syl5 33 . . . . 5  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  A  =  suc  U. A ) )
56 orduniorsuc 6615 . . . . . . . 8  |-  ( Ord  U. A  ->  ( U. A  =  U. U. A  \/  U. A  =  suc  U.
U. A ) )
571, 56syl 17 . . . . . . 7  |-  ( Ord 
A  ->  ( U. A  =  U. U. A  \/  U. A  =  suc  U.
U. A ) )
5857ord 378 . . . . . 6  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  U. A  =  suc  U.
U. A ) )
59 suceq 5450 . . . . . 6  |-  ( U. A  =  suc  U. U. A  ->  suc  U. A  =  suc  suc  U. U. A
)
6058, 59syl6 34 . . . . 5  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  suc  U. A  =  suc  suc  U. U. A
) )
61 eqtr 2447 . . . . . 6  |-  ( ( A  =  suc  U. A  /\  suc  U. A  =  suc  suc  U. U. A
)  ->  A  =  suc  suc  U. U. A
)
6261ex 435 . . . . 5  |-  ( A  =  suc  U. A  ->  ( suc  U. A  =  suc  suc  U. U. A  ->  A  =  suc  suc  U.
U. A ) )
6355, 60, 62syl6c 66 . . . 4  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  A  =  suc  suc  U. U. A ) )
64 onuni 6578 . . . . 5  |-  ( A  e.  On  ->  U. A  e.  On )
65 onuni 6578 . . . . 5  |-  ( U. A  e.  On  ->  U.
U. A  e.  On )
66 onsucsuccmp 31053 . . . . 5  |-  ( U. U. A  e.  On  ->  suc 
suc  U. U. A  e. 
Comp )
67 eleq1a 2501 . . . . 5  |-  ( suc 
suc  U. U. A  e. 
Comp  ->  ( A  =  suc  suc  U. U. A  ->  A  e.  Comp )
)
6864, 65, 66, 674syl 19 . . . 4  |-  ( A  e.  On  ->  ( A  =  suc  suc  U. U. A  ->  A  e.  Comp ) )
6951, 63, 68syl6c 66 . . 3  |-  ( Ord 
A  ->  ( -.  U. A  =  U. U. A  ->  A  e.  Comp ) )
70 id 22 . . . . . 6  |-  ( A  =  1o  ->  A  =  1o )
7170, 16syl6eq 2478 . . . . 5  |-  ( A  =  1o  ->  A  =  { (/) } )
72 0cmp 20351 . . . . 5  |-  { (/) }  e.  Comp
7371, 72syl6eqel 2514 . . . 4  |-  ( A  =  1o  ->  A  e.  Comp )
7473a1i 11 . . 3  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  =  1o  ->  A  e. 
Comp ) )
7569, 74jad 165 . 2  |-  ( Ord 
A  ->  ( ( U. A  =  U. U. A  ->  A  =  1o )  ->  A  e. 
Comp ) )
7640, 75impbid 193 1  |-  ( Ord 
A  ->  ( A  e.  Comp  <->  ( U. A  =  U. U. A  ->  A  =  1o )
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 187    \/ wo 369    = wceq 1437    e. wcel 1872    =/= wne 2599    C_ wss 3379   (/)c0 3704   {csn 3941   U.cuni 4162   Ord word 5384   Oncon0 5385   Lim wlim 5386   suc csuc 5387   1oc1o 7130   Topctop 19859   Compccmp 20343
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1663  ax-4 1676  ax-5 1752  ax-6 1798  ax-7 1843  ax-8 1874  ax-9 1876  ax-10 1891  ax-11 1896  ax-12 1909  ax-13 2063  ax-ext 2408  ax-sep 4489  ax-nul 4498  ax-pow 4545  ax-pr 4603  ax-un 6541
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3or 983  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1658  df-nf 1662  df-sb 1791  df-eu 2280  df-mo 2281  df-clab 2415  df-cleq 2421  df-clel 2424  df-nfc 2558  df-ne 2601  df-ral 2719  df-rex 2720  df-rab 2723  df-v 3024  df-sbc 3243  df-dif 3382  df-un 3384  df-in 3386  df-ss 3393  df-pss 3395  df-nul 3705  df-if 3855  df-pw 3926  df-sn 3942  df-pr 3944  df-tp 3946  df-op 3948  df-uni 4163  df-br 4367  df-opab 4426  df-mpt 4427  df-tr 4462  df-eprel 4707  df-id 4711  df-po 4717  df-so 4718  df-fr 4755  df-we 4757  df-xp 4802  df-rel 4803  df-cnv 4804  df-co 4805  df-dm 4806  df-rn 4807  df-res 4808  df-ima 4809  df-ord 5388  df-on 5389  df-lim 5390  df-suc 5391  df-iota 5508  df-fun 5546  df-fn 5547  df-f 5548  df-f1 5549  df-fo 5550  df-f1o 5551  df-fv 5552  df-om 6651  df-1o 7137  df-er 7318  df-en 7525  df-fin 7528  df-topgen 15285  df-top 19863  df-bases 19864  df-topon 19865  df-cmp 20344
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