Theorem epttop 15114

Description: The excluded point topology. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
epttop	|- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. (TopOn ` A ) )

Distinct variable groups:   x, A   x, P

Allowed substitution hint:   V( x)

Proof of Theorem epttop

Dummy variables y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssrab 3326	. . . . 5 |- ( y C_ { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) )
2		simprl 535	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> y C_ ~P A )
3		sspwuni 4092	. . . . . . . . 9 |- ( y C_ ~P A <-> U. y C_ A )
4	2, 3	sylib 122	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> U. y C_ A )
5		vuniex 4579	. . . . . . . . 9 |- U. y e. _V
6	5	elpw 3691	. . . . . . . 8 |- ( U. y e. ~P A <-> U. y C_ A )
7	4, 6	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> U. y e. ~P A )
8		eluni2 3934	. . . . . . . . . 10 |- ( P e. U. y <-> E. x e. y P e. x )
9		r19.29 2688	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( A. x e. y ( P e. x -> x = A ) /\ E. x e. y P e. x ) -> E. x e. y ( ( P e. x -> x = A ) /\ P e. x ) )
10		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( x e. y /\ ( P e. x -> x = A ) ) -> ( P e. x -> x = A ) )
11	10	impr 379	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( x e. y /\ ( ( P e. x -> x = A ) /\ P e. x ) ) -> x = A )
12		elssuni 3958	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( x e. y -> x C_ U. y )
13	12	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( x e. y /\ ( ( P e. x -> x = A ) /\ P e. x ) ) -> x C_ U. y )
14	11, 13	eqsstrrd 3285	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( x e. y /\ ( ( P e. x -> x = A ) /\ P e. x ) ) -> A C_ U. y )
15	14	rexlimiva 2663	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( E. x e. y ( ( P e. x -> x = A ) /\ P e. x ) -> A C_ U. y )
16	9, 15	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A. x e. y ( P e. x -> x = A ) /\ E. x e. y P e. x ) -> A C_ U. y )
17	16	ex 115	. . . . . . . . . . 11 |- ( A. x e. y ( P e. x -> x = A ) -> ( E. x e. y P e. x -> A C_ U. y ) )
18	17	ad2antll 495	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> ( E. x e. y P e. x -> A C_ U. y ) )
19	8, 18	biimtrid 152	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> ( P e. U. y -> A C_ U. y ) )
20	19, 4	jctild 316	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> ( P e. U. y -> ( U. y C_ A /\ A C_ U. y ) ) )
21		eqss 3263	. . . . . . . 8 |- ( U. y = A <-> ( U. y C_ A /\ A C_ U. y ) )
22	20, 21	imbitrrdi 162	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> ( P e. U. y -> U. y = A ) )
23		eleq2 2302	. . . . . . . . 9 |- ( x = U. y -> ( P e. x <-> P e. U. y ) )
24		eqeq1 2245	. . . . . . . . 9 |- ( x = U. y -> ( x = A <-> U. y = A ) )
25	23, 24	imbi12d 234	. . . . . . . 8 |- ( x = U. y -> ( ( P e. x -> x = A ) <-> ( P e. U. y -> U. y = A ) ) )
26	25	elrab 2982	. . . . . . 7 |- ( U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( U. y e. ~P A /\ ( P e. U. y -> U. y = A ) ) )
27	7, 22, 26	sylanbrc 421	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) ) -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
28	27	ex 115	. . . . 5 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( ( y C_ ~P A /\ A. x e. y ( P e. x -> x = A ) ) -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) )
29	1, 28	biimtrid 152	. . . 4 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( y C_ { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) )
30	29	alrimiv 1927	. . 3 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A. y ( y C_ { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) )
31		inss1 3451	. . . . . . . . 9 |- ( y i^i z ) C_ y
32		simprll 543	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> y e. ~P A )
33	32	elpwid 3696	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> y C_ A )
34	31, 33	sstrid 3259	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( y i^i z ) C_ A )
35		vex 2824	. . . . . . . . . 10 |- y e. _V
36	35	inex1 4262	. . . . . . . . 9 |- ( y i^i z ) e. _V
37	36	elpw 3691	. . . . . . . 8 |- ( ( y i^i z ) e. ~P A <-> ( y i^i z ) C_ A )
38	34, 37	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( y i^i z ) e. ~P A )
39		elin 3412	. . . . . . . 8 |- ( P e. ( y i^i z ) <-> ( P e. y /\ P e. z ) )
40		simprlr 544	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( P e. y -> y = A ) )
41		simprrr 546	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( P e. z -> z = A ) )
42	40, 41	anim12d 335	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( ( P e. y /\ P e. z ) -> ( y = A /\ z = A ) ) )
43		ineq12 3427	. . . . . . . . . 10 |- ( ( y = A /\ z = A ) -> ( y i^i z ) = ( A i^i A ) )
44		inidm 3440	. . . . . . . . . 10 |- ( A i^i A ) = A
45	43, 44	eqtrdi 2287	. . . . . . . . 9 |- ( ( y = A /\ z = A ) -> ( y i^i z ) = A )
46	42, 45	syl6 33	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( ( P e. y /\ P e. z ) -> ( y i^i z ) = A ) )
47	39, 46	biimtrid 152	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( P e. ( y i^i z ) -> ( y i^i z ) = A ) )
48	38, 47	jca 306	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. V /\ P e. A ) /\ ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) ) -> ( ( y i^i z ) e. ~P A /\ ( P e. ( y i^i z ) -> ( y i^i z ) = A ) ) )
49	48	ex 115	. . . . 5 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) -> ( ( y i^i z ) e. ~P A /\ ( P e. ( y i^i z ) -> ( y i^i z ) = A ) ) ) )
50		eleq2 2302	. . . . . . . 8 |- ( x = y -> ( P e. x <-> P e. y ) )
51		eqeq1 2245	. . . . . . . 8 |- ( x = y -> ( x = A <-> y = A ) )
52	50, 51	imbi12d 234	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( ( P e. x -> x = A ) <-> ( P e. y -> y = A ) ) )
53	52	elrab 2982	. . . . . 6 |- ( y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) )
54		eleq2 2302	. . . . . . . 8 |- ( x = z -> ( P e. x <-> P e. z ) )
55		eqeq1 2245	. . . . . . . 8 |- ( x = z -> ( x = A <-> z = A ) )
56	54, 55	imbi12d 234	. . . . . . 7 |- ( x = z -> ( ( P e. x -> x = A ) <-> ( P e. z -> z = A ) ) )
57	56	elrab 2982	. . . . . 6 |- ( z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) )
58	53, 57	anbi12i 464	. . . . 5 |- ( ( y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } /\ z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) <-> ( ( y e. ~P A /\ ( P e. y -> y = A ) ) /\ ( z e. ~P A /\ ( P e. z -> z = A ) ) ) )
59		eleq2 2302	. . . . . . 7 |- ( x = ( y i^i z ) -> ( P e. x <-> P e. ( y i^i z ) ) )
60		eqeq1 2245	. . . . . . 7 |- ( x = ( y i^i z ) -> ( x = A <-> ( y i^i z ) = A ) )
61	59, 60	imbi12d 234	. . . . . 6 |- ( x = ( y i^i z ) -> ( ( P e. x -> x = A ) <-> ( P e. ( y i^i z ) -> ( y i^i z ) = A ) ) )
62	61	elrab 2982	. . . . 5 |- ( ( y i^i z ) e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( ( y i^i z ) e. ~P A /\ ( P e. ( y i^i z ) -> ( y i^i z ) = A ) ) )
63	49, 58, 62	3imtr4g 205	. . . 4 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( ( y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } /\ z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) -> ( y i^i z ) e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) )
64	63	ralrimivv 2631	. . 3 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } A. z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ( y i^i z ) e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
65		pwexg 4312	. . . . . 6 |- ( A e. V -> ~P A e. _V )
66	65	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ~P A e. _V )
67		rabexg 4274	. . . . 5 |- ( ~P A e. _V -> { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. _V )
68	66, 67	syl 14	. . . 4 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. _V )
69		istopg 15023	. . . 4 |- ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. _V -> ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. Top <-> ( A. y ( y C_ { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) /\ A. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } A. z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ( y i^i z ) e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) ) )
70	68, 69	syl 14	. . 3 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. Top <-> ( A. y ( y C_ { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } -> U. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) /\ A. y e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } A. z e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ( y i^i z ) e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) ) )
71	30, 64, 70	mpbir2and 957	. 2 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. Top )
72		pwidg 3702	. . . . . 6 |- ( A e. V -> A e. ~P A )
73	72	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A e. ~P A )
74		eqidd 2239	. . . . . 6 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A = A )
75	74	a1d 22	. . . . 5 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> ( P e. A -> A = A ) )
76		eleq2 2302	. . . . . . 7 |- ( x = A -> ( P e. x <-> P e. A ) )
77		eqeq1 2245	. . . . . . 7 |- ( x = A -> ( x = A <-> A = A ) )
78	76, 77	imbi12d 234	. . . . . 6 |- ( x = A -> ( ( P e. x -> x = A ) <-> ( P e. A -> A = A ) ) )
79	78	elrab 2982	. . . . 5 |- ( A e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } <-> ( A e. ~P A /\ ( P e. A -> A = A ) ) )
80	73, 75, 79	sylanbrc 421	. . . 4 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
81		elssuni 3958	. . . 4 |- ( A e. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } -> A C_ U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
82	80, 81	syl 14	. . 3 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A C_ U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
83		ssrab2 3333	. . . . 5 |- { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } C_ ~P A
84		sspwuni 4092	. . . . 5 |- ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } C_ ~P A <-> U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } C_ A )
85	83, 84	mpbi 145	. . . 4 |- U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } C_ A
86	85	a1i 9	. . 3 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } C_ A )
87	82, 86	eqssd 3265	. 2 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> A = U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } )
88		istopon 15037	. 2 |- ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. (TopOn ` A ) <-> ( { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. Top /\ A = U. { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } ) )
89	71, 87, 88	sylanbrc 421	1 |- ( ( A e. V /\ P e. A ) -> { x e. ~P A | ( P e. x -> x = A ) } e. (TopOn ` A ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   A.wal 1400   = wceq 1402   e. wcel 2209   A.wral 2528   E.wrex 2529   {crab 2532   _Vcvv 2821   i^i cin 3219   C_ wss 3220   ~Pcpw 3685   U.cuni 3930   ` cfv 5372   Topctop 15021  TopOnctopon 15034

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4244  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-id 4433  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fv 5380  df-top 15022  df-topon 15035

This theorem is referenced by: (None)