Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  islptre Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem islptre 40350
 Description: An equivalence condition for a limit point w.r.t. the standard topology on the reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
islptre.1 𝐽 = (topGen‘ran (,))
islptre.2 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
islptre.3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
islptre (𝜑 → (𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑏   𝐵,𝑎,𝑏   𝐽,𝑎,𝑏   𝜑,𝑎,𝑏

Proof of Theorem islptre
Dummy variables 𝑛 𝑣 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 islptre.1 . . . . . 6 𝐽 = (topGen‘ran (,))
2 retopon 22764 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) ∈ (TopOn‘ℝ)
31, 2eqeltri 2831 . . . . 5 𝐽 ∈ (TopOn‘ℝ)
43topontopi 20918 . . . 4 𝐽 ∈ Top
54a1i 11 . . 3 (𝜑𝐽 ∈ Top)
6 islptre.2 . . 3 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
7 islptre.3 . . 3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
83toponunii 20919 . . . 4 ℝ = 𝐽
98islp2 21147 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
105, 6, 7, 9syl3anc 1477 . 2 (𝜑 → (𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
11 simp1r 1241 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
12 iooretop 22766 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎(,)𝑏) ∈ (topGen‘ran (,))
1312, 1eleqtrri 2834 . . . . . . . . . . 11 (𝑎(,)𝑏) ∈ 𝐽
1413a1i 11 . . . . . . . . . 10 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → (𝑎(,)𝑏) ∈ 𝐽)
15 snssi 4480 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → {𝐵} ⊆ (𝑎(,)𝑏))
1615adantl 473 . . . . . . . . . 10 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → {𝐵} ⊆ (𝑎(,)𝑏))
17 ssid 3761 . . . . . . . . . . 11 (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑎(,)𝑏)
1817a1i 11 . . . . . . . . . 10 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑎(,)𝑏))
19 sseq2 3764 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑎(,)𝑏) → ({𝐵} ⊆ 𝑣 ↔ {𝐵} ⊆ (𝑎(,)𝑏)))
20 sseq1 3763 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑎(,)𝑏) → (𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏) ↔ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑎(,)𝑏)))
2119, 20anbi12d 749 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = (𝑎(,)𝑏) → (({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏)) ↔ ({𝐵} ⊆ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑎(,)𝑏))))
2221rspcev 3445 . . . . . . . . . 10 (((𝑎(,)𝑏) ∈ 𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ (𝑎(,)𝑏))) → ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏)))
2314, 16, 18, 22syl12anc 1475 . . . . . . . . 9 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏)))
24 ioossre 12424 . . . . . . . . 9 (𝑎(,)𝑏) ⊆ ℝ
2523, 24jctil 561 . . . . . . . 8 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ⊆ ℝ ∧ ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏))))
26 elioore 12394 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝐵 ∈ ℝ)
2726snssd 4481 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → {𝐵} ⊆ ℝ)
2827adantl 473 . . . . . . . . 9 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → {𝐵} ⊆ ℝ)
298isnei 21105 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ Top ∧ {𝐵} ⊆ ℝ) → ((𝑎(,)𝑏) ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}) ↔ ((𝑎(,)𝑏) ⊆ ℝ ∧ ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏)))))
304, 28, 29sylancr 698 . . . . . . . 8 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}) ↔ ((𝑎(,)𝑏) ⊆ ℝ ∧ ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣 ⊆ (𝑎(,)𝑏)))))
3125, 30mpbird 247 . . . . . . 7 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → (𝑎(,)𝑏) ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}))
32313adant1 1125 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → (𝑎(,)𝑏) ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}))
33 ineq1 3946 . . . . . . . 8 (𝑛 = (𝑎(,)𝑏) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) = ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})))
3433neeq1d 2987 . . . . . . 7 (𝑛 = (𝑎(,)𝑏) → ((𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅ ↔ ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
3534rspccva 3444 . . . . . 6 ((∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅ ∧ (𝑎(,)𝑏) ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
3611, 32, 35syl2anc 696 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
37363exp 1113 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) → ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
3837ralrimivv 3104 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) → ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
397snssd 4481 . . . . . . . . 9 (𝜑 → {𝐵} ⊆ ℝ)
408isnei 21105 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ Top ∧ {𝐵} ⊆ ℝ) → (𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}) ↔ (𝑛 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛))))
414, 39, 40sylancr 698 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}) ↔ (𝑛 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛))))
4241simplbda 655 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → ∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛))
431eleq2i 2827 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑣𝐽𝑣 ∈ (topGen‘ran (,)))
4443biimpi 206 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣𝐽𝑣 ∈ (topGen‘ran (,)))
45443ad2ant2 1129 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → 𝑣 ∈ (topGen‘ran (,)))
46 simp1 1131 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → 𝜑)
47 simp3l 1244 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → {𝐵} ⊆ 𝑣)
48 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ {𝐵} ⊆ 𝑣) → {𝐵} ⊆ 𝑣)
497adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ {𝐵} ⊆ 𝑣) → 𝐵 ∈ ℝ)
50 snssg 4455 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ ℝ → (𝐵𝑣 ↔ {𝐵} ⊆ 𝑣))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ {𝐵} ⊆ 𝑣) → (𝐵𝑣 ↔ {𝐵} ⊆ 𝑣))
5248, 51mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ {𝐵} ⊆ 𝑣) → 𝐵𝑣)
5346, 47, 52syl2anc 696 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → 𝐵𝑣)
5445, 53jca 555 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → (𝑣 ∈ (topGen‘ran (,)) ∧ 𝐵𝑣))
55 tg2 20967 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑣 ∈ (topGen‘ran (,)) ∧ 𝐵𝑣) → ∃𝑢 ∈ ran (,)(𝐵𝑢𝑢𝑣))
56 ioof 12460 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
57 ffn 6202 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ → (,) Fn (ℝ* × ℝ*))
58 ovelrn 6971 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((,) Fn (ℝ* × ℝ*) → (𝑢 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)))
5956, 57, 58mp2b 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑢 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏))
6059biimpi 206 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 ∈ ran (,) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏))
6160adantr 472 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ran (,) ∧ (𝐵𝑢𝑢𝑣)) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏))
62 simpll 807 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → 𝐵𝑢)
63 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → 𝑢 = (𝑎(,)𝑏))
6462, 63eleqtrd 2837 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏))
65 simplr 809 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → 𝑢𝑣)
6663, 65eqsstr3d 3777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)
6764, 66jca 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐵𝑢𝑢𝑣) ∧ 𝑢 = (𝑎(,)𝑏)) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣))
6867ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐵𝑢𝑢𝑣) → (𝑢 = (𝑎(,)𝑏) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)))
6968adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑢 ∈ ran (,) ∧ (𝐵𝑢𝑢𝑣)) → (𝑢 = (𝑎(,)𝑏) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)))
7069reximdv 3150 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑢 ∈ ran (,) ∧ (𝐵𝑢𝑢𝑣)) → (∃𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏) → ∃𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)))
7170reximdv 3150 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑢 ∈ ran (,) ∧ (𝐵𝑢𝑢𝑣)) → (∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝑢 = (𝑎(,)𝑏) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣)))
7261, 71mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑢 ∈ ran (,) ∧ (𝐵𝑢𝑢𝑣)) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣))
7372rexlimiva 3162 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑢 ∈ ran (,)(𝐵𝑢𝑢𝑣) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣))
7454, 55, 733syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣))
75 simpl3r 1289 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) → 𝑣𝑛)
7675adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) → 𝑣𝑛)
77 sstr 3748 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣𝑣𝑛) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)
7877expcom 450 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑣𝑛 → ((𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣 → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))
7976, 78syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) → ((𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣 → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))
8079anim2d 590 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) → ((𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)))
8180reximdva 3151 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) → (∃𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣) → ∃𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)))
8281reximdva 3151 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → (∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑣) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)))
8374, 82mpd 15 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣𝐽 ∧ ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛)) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))
84833exp 1113 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑣𝐽 → (({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))))
8584rexlimdv 3164 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)))
8685adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → (∃𝑣𝐽 ({𝐵} ⊆ 𝑣𝑣𝑛) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)))
8742, 86mpd 15 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))
8887adantlr 753 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛))
89 nfv 1988 . . . . . . . 8 𝑎𝜑
90 nfra1 3075 . . . . . . . 8 𝑎𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
9189, 90nfan 1973 . . . . . . 7 𝑎(𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
92 nfv 1988 . . . . . . 7 𝑎 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})
9391, 92nfan 1973 . . . . . 6 𝑎((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}))
94 nfv 1988 . . . . . 6 𝑎(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅
95 nfv 1988 . . . . . . . . . . 11 𝑏𝜑
96 nfra2 3080 . . . . . . . . . . 11 𝑏𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
9795, 96nfan 1973 . . . . . . . . . 10 𝑏(𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
98 nfv 1988 . . . . . . . . . 10 𝑏 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})
9997, 98nfan 1973 . . . . . . . . 9 𝑏((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵}))
100 nfv 1988 . . . . . . . . 9 𝑏 𝑎 ∈ ℝ*
10199, 100nfan 1973 . . . . . . . 8 𝑏(((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*)
102 nfv 1988 . . . . . . . 8 𝑏(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅
103 inss1 3972 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ (𝑎(,)𝑏)
104 simp3r 1245 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)
105103, 104syl5ss 3751 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ 𝑛)
106 inss2 3973 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ (𝐴 ∖ {𝐵})
107106a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ (𝐴 ∖ {𝐵}))
108105, 107ssind 3976 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})))
109 simpllr 817 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) → ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
1101093ad2ant1 1128 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
111 simp1r 1241 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → 𝑎 ∈ ℝ*)
112 simp2 1132 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → 𝑏 ∈ ℝ*)
113111, 112jca 555 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*))
114 simp3l 1244 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏))
115 rsp2 3070 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) → ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
116110, 113, 114, 115syl3c 66 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
117 ssn0 4115 . . . . . . . . . 10 ((((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ⊆ (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ∧ ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
118108, 116, 117syl2anc 696 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛)) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
1191183exp 1113 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) → (𝑏 ∈ ℝ* → ((𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
120101, 102, 119rexlimd 3160 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) ∧ 𝑎 ∈ ℝ*) → (∃𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
121120ex 449 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → (𝑎 ∈ ℝ* → (∃𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
12293, 94, 121rexlimd 3160 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → (∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ∧ (𝑎(,)𝑏) ⊆ 𝑛) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
12388, 122mpd 15 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) ∧ 𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})) → (𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
124123ralrimiva 3100 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)) → ∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
12538, 124impbida 913 . 2 (𝜑 → (∀𝑛 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝐵})(𝑛 ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅ ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
12610, 125bitrd 268 1 (𝜑 → (𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴 ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1072   = wceq 1628   ∈ wcel 2135   ≠ wne 2928  ∀wral 3046  ∃wrex 3047   ∖ cdif 3708   ∩ cin 3710   ⊆ wss 3711  ∅c0 4054  𝒫 cpw 4298  {csn 4317   × cxp 5260  ran crn 5263   Fn wfn 6040  ⟶wf 6041  ‘cfv 6045  (class class class)co 6809  ℝcr 10123  ℝ*cxr 10261  (,)cioo 12364  topGenctg 16296  Topctop 20896  TopOnctopon 20913  neicnei 21099  limPtclp 21136 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1867  ax-4 1882  ax-5 1984  ax-6 2050  ax-7 2086  ax-8 2137  ax-9 2144  ax-10 2164  ax-11 2179  ax-12 2192  ax-13 2387  ax-ext 2736  ax-rep 4919  ax-sep 4929  ax-nul 4937  ax-pow 4988  ax-pr 5051  ax-un 7110  ax-cnex 10180  ax-resscn 10181  ax-1cn 10182  ax-icn 10183  ax-addcl 10184  ax-addrcl 10185  ax-mulcl 10186  ax-mulrcl 10187  ax-mulcom 10188  ax-addass 10189  ax-mulass 10190  ax-distr 10191  ax-i2m1 10192  ax-1ne0 10193  ax-1rid 10194  ax-rnegex 10195  ax-rrecex 10196  ax-cnre 10197  ax-pre-lttri 10198  ax-pre-lttrn 10199  ax-pre-ltadd 10200  ax-pre-mulgt0 10201  ax-pre-sup 10202 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1631  df-ex 1850  df-nf 1855  df-sb 2043  df-eu 2607  df-mo 2608  df-clab 2743  df-cleq 2749  df-clel 2752  df-nfc 2887  df-ne 2929  df-nel 3032  df-ral 3051  df-rex 3052  df-reu 3053  df-rmo 3054  df-rab 3055  df-v 3338  df-sbc 3573  df-csb 3671  df-dif 3714  df-un 3716  df-in 3718  df-ss 3725  df-pss 3727  df-nul 4055  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4585  df-int 4624  df-iun 4670  df-iin 4671  df-br 4801  df-opab 4861  df-mpt 4878  df-tr 4901  df-id 5170  df-eprel 5175  df-po 5183  df-so 5184  df-fr 5221  df-we 5223  df-xp 5268  df-rel 5269  df-cnv 5270  df-co 5271  df-dm 5272  df-rn 5273  df-res 5274  df-ima 5275  df-pred 5837  df-ord 5883  df-on 5884  df-lim 5885  df-suc 5886  df-iota 6008  df-fun 6047  df-fn 6048  df-f 6049  df-f1 6050  df-fo 6051  df-f1o 6052  df-fv 6053  df-riota 6770  df-ov 6812  df-oprab 6813  df-mpt2 6814  df-om 7227  df-1st 7329  df-2nd 7330  df-wrecs 7572  df-recs 7633  df-rdg 7671  df-er 7907  df-en 8118  df-dom 8119  df-sdom 8120  df-sup 8509  df-inf 8510  df-pnf 10264  df-mnf 10265  df-xr 10266  df-ltxr 10267  df-le 10268  df-sub 10456  df-neg 10457  df-div 10873  df-nn 11209  df-n0 11481  df-z 11566  df-uz 11876  df-q 11978  df-ioo 12368  df-topgen 16302  df-top 20897  df-topon 20914  df-bases 20948  df-cld 21021  df-ntr 21022  df-cls 21023  df-nei 21100  df-lp 21138 This theorem is referenced by:  lptioo2  40362  lptioo1  40363  lptre2pt  40371
 Copyright terms: Public domain W3C validator