Theorem istopg 15023

Description: Express the predicate " J is a topology". See istopfin 15024 for another characterization using nonempty finite intersections instead of binary intersections.

Note: In the literature, a topology is often represented by a calligraphic letter T, which resembles the letter J. This confusion may have led to J being used by some authors (e.g., K. D. Joshi, Introduction to General Topology (1983), p. 114) and it is convenient for us since we later use T to represent linear transformations (operators). (Contributed by Stefan Allan, 3-Mar-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 11-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
istopg	|- ( J e. A -> ( J e. Top <-> ( A. x ( x C_ J -> U. x e. J ) /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) ) )

Distinct variable groups:   x, y, J   x, A

Allowed substitution hint:   A( y)

Proof of Theorem istopg

Dummy variable z is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pweq 3688	. . . . 5 |- ( z = J -> ~P z = ~P J )
2		eleq2 2302	. . . . 5 |- ( z = J -> ( U. x e. z <-> U. x e. J ) )
3	1, 2	raleqbidv 2765	. . . 4 |- ( z = J -> ( A. x e. ~P z U. x e. z <-> A. x e. ~P J U. x e. J ) )
4		eleq2 2302	. . . . . 6 |- ( z = J -> ( ( x i^i y ) e. z <-> ( x i^i y ) e. J ) )
5	4	raleqbi1dv 2761	. . . . 5 |- ( z = J -> ( A. y e. z ( x i^i y ) e. z <-> A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) )
6	5	raleqbi1dv 2761	. . . 4 |- ( z = J -> ( A. x e. z A. y e. z ( x i^i y ) e. z <-> A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) )
7	3, 6	anbi12d 477	. . 3 |- ( z = J -> ( ( A. x e. ~P z U. x e. z /\ A. x e. z A. y e. z ( x i^i y ) e. z ) <-> ( A. x e. ~P J U. x e. J /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) ) )
8		df-top 15022	. . 3 |- Top = { z | ( A. x e. ~P z U. x e. z /\ A. x e. z A. y e. z ( x i^i y ) e. z ) }
9	7, 8	elab2g 2973	. 2 |- ( J e. A -> ( J e. Top <-> ( A. x e. ~P J U. x e. J /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) ) )
10		df-ral 2533	. . . 4 |- ( A. x e. ~P J U. x e. J <-> A. x ( x e. ~P J -> U. x e. J ) )
11		elpw2g 4287	. . . . . 6 |- ( J e. A -> ( x e. ~P J <-> x C_ J ) )
12	11	imbi1d 231	. . . . 5 |- ( J e. A -> ( ( x e. ~P J -> U. x e. J ) <-> ( x C_ J -> U. x e. J ) ) )
13	12	albidv 1877	. . . 4 |- ( J e. A -> ( A. x ( x e. ~P J -> U. x e. J ) <-> A. x ( x C_ J -> U. x e. J ) ) )
14	10, 13	bitrid 192	. . 3 |- ( J e. A -> ( A. x e. ~P J U. x e. J <-> A. x ( x C_ J -> U. x e. J ) ) )
15	14	anbi1d 469	. 2 |- ( J e. A -> ( ( A. x e. ~P J U. x e. J /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) <-> ( A. x ( x C_ J -> U. x e. J ) /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) ) )
16	9, 15	bitrd 188	1 |- ( J e. A -> ( J e. Top <-> ( A. x ( x C_ J -> U. x e. J ) /\ A. x e. J A. y e. J ( x i^i y ) e. J ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   A.wal 1400   = wceq 1402   e. wcel 2209   A.wral 2528   i^i cin 3219   C_ wss 3220   ~Pcpw 3685   U.cuni 3930   Topctop 15021

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-ext 2220  ax-sep 4244

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-v 2823  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-top 15022

This theorem is referenced by:  istopfin  15024  uniopn  15025  inopn  15027  tgcl  15088  distop  15109  epttop  15114