Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pthaus Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pthaus 21251
 Description: The product of a collection of Hausdorff spaces is Hausdorff. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
pthaus ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) → (∏t𝐹) ∈ Haus)

Proof of Theorem pthaus
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑛 𝑥 𝑦 𝑧 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 haustop 20945 . . . . 5 (𝑥 ∈ Haus → 𝑥 ∈ Top)
21ssriv 3572 . . . 4 Haus ⊆ Top
3 fss 5969 . . . 4 ((𝐹:𝐴⟶Haus ∧ Haus ⊆ Top) → 𝐹:𝐴⟶Top)
42, 3mpan2 703 . . 3 (𝐹:𝐴⟶Haus → 𝐹:𝐴⟶Top)
5 pttop 21195 . . 3 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) → (∏t𝐹) ∈ Top)
64, 5sylan2 490 . 2 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) → (∏t𝐹) ∈ Top)
7 simprl 790 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑥 (∏t𝐹))
8 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (∏t𝐹) = (∏t𝐹)
98ptuni 21207 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) → X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) = (∏t𝐹))
104, 9sylan2 490 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) → X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) = (∏t𝐹))
1110adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) = (∏t𝐹))
127, 11eleqtrrd 2691 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑥X𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
13 ixpfn 7800 . . . . . . 7 (𝑥X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → 𝑥 Fn 𝐴)
1412, 13syl 17 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑥 Fn 𝐴)
15 simprr 792 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑦 (∏t𝐹))
1615, 11eleqtrrd 2691 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑦X𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
17 ixpfn 7800 . . . . . . 7 (𝑦X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → 𝑦 Fn 𝐴)
1816, 17syl 17 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → 𝑦 Fn 𝐴)
19 eqfnfv 6219 . . . . . 6 ((𝑥 Fn 𝐴𝑦 Fn 𝐴) → (𝑥 = 𝑦 ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘)))
2014, 18, 19syl2anc 691 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → (𝑥 = 𝑦 ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘)))
2120necon3abid 2818 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → (𝑥𝑦 ↔ ¬ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘)))
22 rexnal 2978 . . . . 5 (∃𝑘𝐴 ¬ (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘) ↔ ¬ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘))
23 df-ne 2782 . . . . . . 7 ((𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘) ↔ ¬ (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘))
24 simpllr 795 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → 𝐹:𝐴⟶Haus)
25 simprl 790 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → 𝑘𝐴)
2624, 25ffvelrnd 6268 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → (𝐹𝑘) ∈ Haus)
27 vex 3176 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥 ∈ V
2827elixp 7801 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑥 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
2928simprbi 479 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3012, 29syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3130r19.21bi 2916 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ 𝑘𝐴) → (𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3231adantrr 749 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → (𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
33 vex 3176 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑦 ∈ V
3433elixp 7801 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑦 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
3534simprbi 479 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3616, 35syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3736r19.21bi 2916 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ 𝑘𝐴) → (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
3837adantrr 749 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
39 simprr 792 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))
40 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (𝐹𝑘) = (𝐹𝑘)
4140hausnei 20942 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑘) ∈ Haus ∧ ((𝑥𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑦𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → ∃𝑚 ∈ (𝐹𝑘)∃𝑛 ∈ (𝐹𝑘)((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))
4226, 32, 38, 39, 41syl13anc 1320 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → ∃𝑚 ∈ (𝐹𝑘)∃𝑛 ∈ (𝐹𝑘)((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))
43 simp-4l 802 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝐴𝑉)
444ad4antlr 765 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝐹:𝐴⟶Top)
4525adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑘𝐴)
46 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∏t𝐹) = (∏t𝐹)
4746, 8ptpjcn 21224 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top ∧ 𝑘𝐴) → (𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)))
4843, 44, 45, 47syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → (𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)))
49 simprll 798 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑚 ∈ (𝐹𝑘))
50 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) = (𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘))
5150mptpreima 5545 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) “ 𝑚) = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚}
52 cnima 20879 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ (𝐹𝑘)) → ((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) “ 𝑚) ∈ (∏t𝐹))
5351, 52syl5eqelr 2693 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ (𝐹𝑘)) → {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∈ (∏t𝐹))
5448, 49, 53syl2anc 691 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∈ (∏t𝐹))
55 simprlr 799 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑛 ∈ (𝐹𝑘))
5650mptpreima 5545 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) “ 𝑛) = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}
57 cnima 20879 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) → ((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) “ 𝑛) ∈ (∏t𝐹))
5856, 57syl5eqelr 2693 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 (∏t𝐹) ↦ (𝑧𝑘)) ∈ ((∏t𝐹) Cn (𝐹𝑘)) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) → {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ∈ (∏t𝐹))
5948, 55, 58syl2anc 691 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ∈ (∏t𝐹))
607ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑥 (∏t𝐹))
61 simprr1 1102 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → (𝑥𝑘) ∈ 𝑚)
62 fveq1 6102 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = 𝑥 → (𝑧𝑘) = (𝑥𝑘))
6362eleq1d 2672 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = 𝑥 → ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ↔ (𝑥𝑘) ∈ 𝑚))
6463elrab 3331 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ↔ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ (𝑥𝑘) ∈ 𝑚))
6560, 61, 64sylanbrc 695 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚})
6615ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑦 (∏t𝐹))
67 simprr2 1103 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → (𝑦𝑘) ∈ 𝑛)
68 fveq1 6102 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧𝑘) = (𝑦𝑘))
6968eleq1d 2672 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧𝑘) ∈ 𝑛 ↔ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛))
7069elrab 3331 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ↔ (𝑦 (∏t𝐹) ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛))
7166, 67, 70sylanbrc 695 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → 𝑦 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛})
72 inrab 3858 . . . . . . . . . . . . 13 ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}) = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛)}
73 simprr3 1104 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → (𝑚𝑛) = ∅)
74 inelcm 3984 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛) → (𝑚𝑛) ≠ ∅)
7574necon2bi 2812 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑚𝑛) = ∅ → ¬ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛))
7673, 75syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → ¬ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛))
7776ralrimivw 2950 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → ∀𝑧 (∏t𝐹) ¬ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛))
78 rabeq0 3911 . . . . . . . . . . . . . 14 ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛)} = ∅ ↔ ∀𝑧 (∏t𝐹) ¬ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛))
7977, 78sylibr 223 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → {𝑧 (∏t𝐹) ∣ ((𝑧𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛)} = ∅)
8072, 79syl5eq 2656 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}) = ∅)
81 eleq2 2677 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} → (𝑥𝑢𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚}))
82 ineq1 3769 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} → (𝑢𝑣) = ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣))
8382eqeq1d 2612 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑢 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} → ((𝑢𝑣) = ∅ ↔ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣) = ∅))
8481, 833anbi13d 1393 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑢 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} → ((𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∧ 𝑦𝑣 ∧ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣) = ∅)))
85 eleq2 2677 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} → (𝑦𝑣𝑦 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}))
86 ineq2 3770 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑣 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} → ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣) = ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}))
8786eqeq1d 2612 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} → (({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣) = ∅ ↔ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}) = ∅))
8885, 873anbi23d 1394 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} → ((𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∧ 𝑦𝑣 ∧ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ 𝑣) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ∧ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}) = ∅)))
8984, 88rspc2ev 3295 . . . . . . . . . . . 12 (({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∈ (∏t𝐹) ∧ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ∈ (∏t𝐹) ∧ (𝑥 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛} ∧ ({𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑚} ∩ {𝑧 (∏t𝐹) ∣ (𝑧𝑘) ∈ 𝑛}) = ∅)) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅))
9054, 59, 65, 71, 80, 89syl113anc 1330 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ ((𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘)) ∧ ((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅))) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅))
9190expr 641 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) ∧ (𝑚 ∈ (𝐹𝑘) ∧ 𝑛 ∈ (𝐹𝑘))) → (((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9291rexlimdvva 3020 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → (∃𝑚 ∈ (𝐹𝑘)∃𝑛 ∈ (𝐹𝑘)((𝑥𝑘) ∈ 𝑚 ∧ (𝑦𝑘) ∈ 𝑛 ∧ (𝑚𝑛) = ∅) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9342, 92mpd 15 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ (𝑘𝐴 ∧ (𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘))) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅))
9493expr 641 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ 𝑘𝐴) → ((𝑥𝑘) ≠ (𝑦𝑘) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9523, 94syl5bir 232 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) ∧ 𝑘𝐴) → (¬ (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9695rexlimdva 3013 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → (∃𝑘𝐴 ¬ (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9722, 96syl5bir 232 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → (¬ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘) = (𝑦𝑘) → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9821, 97sylbid 229 . . 3 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) ∧ (𝑥 (∏t𝐹) ∧ 𝑦 (∏t𝐹))) → (𝑥𝑦 → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
9998ralrimivva 2954 . 2 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) → ∀𝑥 (∏t𝐹)∀𝑦 (∏t𝐹)(𝑥𝑦 → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅)))
10046ishaus 20936 . 2 ((∏t𝐹) ∈ Haus ↔ ((∏t𝐹) ∈ Top ∧ ∀𝑥 (∏t𝐹)∀𝑦 (∏t𝐹)(𝑥𝑦 → ∃𝑢 ∈ (∏t𝐹)∃𝑣 ∈ (∏t𝐹)(𝑥𝑢𝑦𝑣 ∧ (𝑢𝑣) = ∅))))
1016, 99, 100sylanbrc 695 1 ((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Haus) → (∏t𝐹) ∈ Haus)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  {crab 2900   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  ∪ cuni 4372   ↦ cmpt 4643  ◡ccnv 5037   “ cima 5041   Fn wfn 5799  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  Xcixp 7794  ∏tcpt 15922  Topctop 20517   Cn ccn 20838  Hauscha 20922 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-ixp 7795  df-en 7842  df-fin 7845  df-fi 8200  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-cn 20841  df-haus 20929 This theorem is referenced by:  poimirlem30  32609
 Copyright terms: Public domain W3C validator