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Theorem restcld 20180
Description: A closed set of a subspace topology is a closed set of the original topology intersected with the subset. (Contributed by FL, 11-Jul-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 15-Dec-2013.)
Hypothesis
Ref Expression
restcld.1  |-  X  = 
U. J
Assertion
Ref Expression
restcld  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A  e.  (
Clsd `  ( Jt  S
) )  <->  E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S ) ) )
Distinct variable groups:    x, A    x, J    x, S    x, X

Proof of Theorem restcld
Dummy variable  o is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 23 . . . . 5  |-  ( S 
C_  X  ->  S  C_  X )
2 restcld.1 . . . . . 6  |-  X  = 
U. J
32topopn 19928 . . . . 5  |-  ( J  e.  Top  ->  X  e.  J )
4 ssexg 4568 . . . . 5  |-  ( ( S  C_  X  /\  X  e.  J )  ->  S  e.  _V )
51, 3, 4syl2anr 481 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  ->  S  e.  _V )
6 resttop 20168 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  e.  _V )  ->  ( Jt  S )  e.  Top )
75, 6syldan 473 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( Jt  S )  e.  Top )
8 eqid 2423 . . . 4  |-  U. ( Jt  S )  =  U. ( Jt  S )
98iscld 20034 . . 3  |-  ( ( Jt  S )  e.  Top  ->  ( A  e.  (
Clsd `  ( Jt  S
) )  <->  ( A  C_ 
U. ( Jt  S )  /\  ( U. ( Jt  S )  \  A
)  e.  ( Jt  S ) ) ) )
107, 9syl 17 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A  e.  (
Clsd `  ( Jt  S
) )  <->  ( A  C_ 
U. ( Jt  S )  /\  ( U. ( Jt  S )  \  A
)  e.  ( Jt  S ) ) ) )
112restuni 20170 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  ->  S  =  U. ( Jt  S ) )
1211sseq2d 3493 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A  C_  S  <->  A 
C_  U. ( Jt  S ) ) )
1311difeq1d 3583 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( S  \  A
)  =  ( U. ( Jt  S )  \  A
) )
1413eleq1d 2492 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( S  \  A )  e.  ( Jt  S )  <->  ( U. ( Jt  S )  \  A
)  e.  ( Jt  S ) ) )
1512, 14anbi12d 716 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( A  C_  S  /\  ( S  \  A )  e.  ( Jt  S ) )  <->  ( A  C_ 
U. ( Jt  S )  /\  ( U. ( Jt  S )  \  A
)  e.  ( Jt  S ) ) ) )
16 elrest 15319 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  e.  _V )  ->  ( ( S  \  A )  e.  ( Jt  S )  <->  E. o  e.  J  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S ) ) )
175, 16syldan 473 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( S  \  A )  e.  ( Jt  S )  <->  E. o  e.  J  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S ) ) )
1817anbi2d 709 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( A  C_  S  /\  ( S  \  A )  e.  ( Jt  S ) )  <->  ( A  C_  S  /\  E. o  e.  J  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S ) ) ) )
192opncld 20040 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  Top  /\  o  e.  J )  ->  ( X  \  o
)  e.  ( Clsd `  J ) )
2019adantlr 720 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  o  e.  J
)  ->  ( X  \  o )  e.  (
Clsd `  J )
)
2120adantlr 720 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e. 
Top  /\  S  C_  X
)  /\  A  C_  S
)  /\  o  e.  J )  ->  ( X  \  o )  e.  ( Clsd `  J
) )
2221adantr 467 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  ( X  \  o )  e.  ( Clsd `  J
) )
23 incom 3656 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( X  i^i  S )  =  ( S  i^i  X
)
24 df-ss 3451 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( S 
C_  X  <->  ( S  i^i  X )  =  S )
2524biimpi 198 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( S 
C_  X  ->  ( S  i^i  X )  =  S )
2623, 25syl5eq 2476 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( S 
C_  X  ->  ( X  i^i  S )  =  S )
2726ad4antlr 738 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  ( X  i^i  S )  =  S )
2827difeq1d 3583 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  (
( X  i^i  S
)  \  o )  =  ( S  \ 
o ) )
29 difeq2 3578 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( S  \  A )  =  ( o  i^i 
S )  ->  ( S  \  ( S  \  A ) )  =  ( S  \  (
o  i^i  S )
) )
30 difindi 3728 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( S 
\  ( o  i^i 
S ) )  =  ( ( S  \ 
o )  u.  ( S  \  S ) )
31 difid 3864 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( S 
\  S )  =  (/)
3231uneq2i 3618 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( S  \  o )  u.  ( S  \  S ) )  =  ( ( S  \ 
o )  u.  (/) )
33 un0 3788 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( S  \  o )  u.  (/) )  =  ( S  \  o )
3430, 32, 333eqtri 2456 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( S 
\  ( o  i^i 
S ) )  =  ( S  \  o
)
3529, 34syl6eq 2480 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( S  \  A )  =  ( o  i^i 
S )  ->  ( S  \  ( S  \  A ) )  =  ( S  \  o
) )
3635adantl 468 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  ( S  \  ( S  \  A ) )  =  ( S  \  o
) )
37 dfss4 3708 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A 
C_  S  <->  ( S  \  ( S  \  A
) )  =  A )
3837biimpi 198 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A 
C_  S  ->  ( S  \  ( S  \  A ) )  =  A )
3938ad3antlr 736 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  ( S  \  ( S  \  A ) )  =  A )
4028, 36, 393eqtr2rd 2471 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  A  =  ( ( X  i^i  S )  \ 
o ) )
4123difeq1i 3580 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  i^i  S ) 
\  o )  =  ( ( S  i^i  X )  \  o )
42 indif2 3717 . . . . . . . . . 10  |-  ( S  i^i  ( X  \ 
o ) )  =  ( ( S  i^i  X )  \  o )
43 incom 3656 . . . . . . . . . 10  |-  ( S  i^i  ( X  \ 
o ) )  =  ( ( X  \ 
o )  i^i  S
)
4441, 42, 433eqtr2i 2458 . . . . . . . . 9  |-  ( ( X  i^i  S ) 
\  o )  =  ( ( X  \ 
o )  i^i  S
)
4540, 44syl6eq 2480 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  A  =  ( ( X 
\  o )  i^i 
S ) )
46 ineq1 3658 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( X  \ 
o )  ->  (
x  i^i  S )  =  ( ( X 
\  o )  i^i 
S ) )
4746eqeq2d 2437 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( X  \ 
o )  ->  ( A  =  ( x  i^i  S )  <->  A  =  ( ( X  \ 
o )  i^i  S
) ) )
4847rspcev 3183 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( X  \  o
)  e.  ( Clsd `  J )  /\  A  =  ( ( X 
\  o )  i^i 
S ) )  ->  E. x  e.  ( Clsd `  J ) A  =  ( x  i^i 
S ) )
4922, 45, 48syl2anc 666 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  /\  o  e.  J )  /\  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S
) )  ->  E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S ) )
5049ex 436 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e. 
Top  /\  S  C_  X
)  /\  A  C_  S
)  /\  o  e.  J )  ->  (
( S  \  A
)  =  ( o  i^i  S )  ->  E. x  e.  ( Clsd `  J ) A  =  ( x  i^i 
S ) ) )
5150rexlimdva 2918 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  A  C_  S )  ->  ( E. o  e.  J  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S )  ->  E. x  e.  (
Clsd `  J ) A  =  ( x  i^i  S ) ) )
5251expimpd 607 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( A  C_  S  /\  E. o  e.  J  ( S  \  A )  =  ( o  i^i  S ) )  ->  E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S ) ) )
5318, 52sylbid 219 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( A  C_  S  /\  ( S  \  A )  e.  ( Jt  S ) )  ->  E. x  e.  ( Clsd `  J ) A  =  ( x  i^i 
S ) ) )
54 difindi 3728 . . . . . . . . . 10  |-  ( S 
\  ( x  i^i 
S ) )  =  ( ( S  \  x )  u.  ( S  \  S ) )
5531uneq2i 3618 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( S  \  x )  u.  ( S  \  S ) )  =  ( ( S  \  x )  u.  (/) )
56 un0 3788 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( S  \  x )  u.  (/) )  =  ( S  \  x )
5754, 55, 563eqtri 2456 . . . . . . . . 9  |-  ( S 
\  ( x  i^i 
S ) )  =  ( S  \  x
)
58 difin2 3736 . . . . . . . . . 10  |-  ( S 
C_  X  ->  ( S  \  x )  =  ( ( X  \  x )  i^i  S
) )
5958adantl 468 . . . . . . . . 9  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( S  \  x
)  =  ( ( X  \  x )  i^i  S ) )
6057, 59syl5eq 2476 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( S  \  (
x  i^i  S )
)  =  ( ( X  \  x )  i^i  S ) )
6160adantr 467 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( S  \ 
( x  i^i  S
) )  =  ( ( X  \  x
)  i^i  S )
)
62 simpll 759 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  J  e.  Top )
635adantr 467 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  S  e.  _V )
642cldopn 20038 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( Clsd `  J
)  ->  ( X  \  x )  e.  J
)
6564adantl 468 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( X  \  x )  e.  J
)
66 elrestr 15320 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  e.  _V  /\  ( X  \  x )  e.  J )  ->  (
( X  \  x
)  i^i  S )  e.  ( Jt  S ) )
6762, 63, 65, 66syl3anc 1265 . . . . . . 7  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( ( X 
\  x )  i^i 
S )  e.  ( Jt  S ) )
6861, 67eqeltrd 2511 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( S  \ 
( x  i^i  S
) )  e.  ( Jt  S ) )
69 inss2 3684 . . . . . 6  |-  ( x  i^i  S )  C_  S
7068, 69jctil 540 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( ( x  i^i  S )  C_  S  /\  ( S  \ 
( x  i^i  S
) )  e.  ( Jt  S ) ) )
71 sseq1 3486 . . . . . 6  |-  ( A  =  ( x  i^i 
S )  ->  ( A  C_  S  <->  ( x  i^i  S )  C_  S
) )
72 difeq2 3578 . . . . . . 7  |-  ( A  =  ( x  i^i 
S )  ->  ( S  \  A )  =  ( S  \  (
x  i^i  S )
) )
7372eleq1d 2492 . . . . . 6  |-  ( A  =  ( x  i^i 
S )  ->  (
( S  \  A
)  e.  ( Jt  S )  <->  ( S  \ 
( x  i^i  S
) )  e.  ( Jt  S ) ) )
7471, 73anbi12d 716 . . . . 5  |-  ( A  =  ( x  i^i 
S )  ->  (
( A  C_  S  /\  ( S  \  A
)  e.  ( Jt  S ) )  <->  ( (
x  i^i  S )  C_  S  /\  ( S 
\  ( x  i^i 
S ) )  e.  ( Jt  S ) ) ) )
7570, 74syl5ibrcom 226 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  /\  x  e.  ( Clsd `  J ) )  ->  ( A  =  ( x  i^i  S
)  ->  ( A  C_  S  /\  ( S 
\  A )  e.  ( Jt  S ) ) ) )
7675rexlimdva 2918 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S )  ->  ( A  C_  S  /\  ( S  \  A )  e.  ( Jt  S ) ) ) )
7753, 76impbid 194 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( ( A  C_  S  /\  ( S  \  A )  e.  ( Jt  S ) )  <->  E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S ) ) )
7810, 15, 773bitr2d 285 1  |-  ( ( J  e.  Top  /\  S  C_  X )  -> 
( A  e.  (
Clsd `  ( Jt  S
) )  <->  E. x  e.  ( Clsd `  J
) A  =  ( x  i^i  S ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 188    /\ wa 371    = wceq 1438    e. wcel 1869   E.wrex 2777   _Vcvv 3082    \ cdif 3434    u. cun 3435    i^i cin 3436    C_ wss 3437   (/)c0 3762   U.cuni 4217   ` cfv 5599  (class class class)co 6303   ↾t crest 15312   Topctop 19909   Clsdccld 20023
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1666  ax-4 1679  ax-5 1749  ax-6 1795  ax-7 1840  ax-8 1871  ax-9 1873  ax-10 1888  ax-11 1893  ax-12 1906  ax-13 2054  ax-ext 2401  ax-rep 4534  ax-sep 4544  ax-nul 4553  ax-pow 4600  ax-pr 4658  ax-un 6595
This theorem depends on definitions:  df-bi 189  df-or 372  df-an 373  df-3or 984  df-3an 985  df-tru 1441  df-ex 1661  df-nf 1665  df-sb 1788  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2409  df-cleq 2415  df-clel 2418  df-nfc 2573  df-ne 2621  df-ral 2781  df-rex 2782  df-reu 2783  df-rab 2785  df-v 3084  df-sbc 3301  df-csb 3397  df-dif 3440  df-un 3442  df-in 3444  df-ss 3451  df-pss 3453  df-nul 3763  df-if 3911  df-pw 3982  df-sn 3998  df-pr 4000  df-tp 4002  df-op 4004  df-uni 4218  df-int 4254  df-iun 4299  df-br 4422  df-opab 4481  df-mpt 4482  df-tr 4517  df-eprel 4762  df-id 4766  df-po 4772  df-so 4773  df-fr 4810  df-we 4812  df-xp 4857  df-rel 4858  df-cnv 4859  df-co 4860  df-dm 4861  df-rn 4862  df-res 4863  df-ima 4864  df-pred 5397  df-ord 5443  df-on 5444  df-lim 5445  df-suc 5446  df-iota 5563  df-fun 5601  df-fn 5602  df-f 5603  df-f1 5604  df-fo 5605  df-f1o 5606  df-fv 5607  df-ov 6306  df-oprab 6307  df-mpt2 6308  df-om 6705  df-1st 6805  df-2nd 6806  df-wrecs 7034  df-recs 7096  df-rdg 7134  df-oadd 7192  df-er 7369  df-en 7576  df-fin 7579  df-fi 7929  df-rest 15314  df-topgen 15335  df-top 19913  df-bases 19914  df-topon 19915  df-cld 20026
This theorem is referenced by:  restcldi  20181  restcldr  20182  restcls  20189  consubclo  20431  cldllycmp  20502
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