Theorem txopn 12437

Description: The product of two open sets is open in the product topology. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)

Assertion

Ref	Expression
txopn	⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (𝑅 ×t 𝑆))

Proof of Theorem txopn

Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2139	. . . . . 6 ⊢ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
2	1	txbasex 12429	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ∈ V)
3		bastg 12233	. . . . 5 ⊢ (ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ∈ V → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
4	2, 3	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
5	4	adantr 274	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
6		eqid 2139	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)
7		xpeq1 4553	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → (𝑢 × 𝑣) = (𝐴 × 𝑣))
8	7	eqeq2d 2151	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣)))
9		xpeq2 4554	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → (𝐴 × 𝑣) = (𝐴 × 𝐵))
10	9	eqeq2d 2151	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)))
11	8, 10	rspc2ev 2804	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
12	6, 11	mp3an3 1304	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
13		xpexg 4653	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ V)
14		eqid 2139	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
15	14	elrnmpog 5883	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ∈ V → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣)))
16	13, 15	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣)))
17	12, 16	mpbird 166	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
18	17	adantl 275	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
19	5, 18	sseldd 3098	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
20	1	txval 12427	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
21	20	adantr 274	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
22	19, 21	eleqtrrd 2219	1 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (𝑅 ×t 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  ∃wrex 2417  Vcvv 2686   ⊆ wss 3071   × cxp 4537  ran crn 4540  ‘cfv 5123  (class class class)co 5774   ∈ cmpo 5776  topGenctg 12138   ×_t ctx 12424

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-id 4215  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-topgen 12144  df-tx 12425

This theorem is referenced by:  txbasval  12439  neitx  12440  tx1cn  12441  tx2cn  12442  txlm  12451