Theorem eltx 13053

Description: A set in a product is open iff each point is surrounded by an open rectangle. (Contributed by Stefan O'Rear, 25-Jan-2015.)

Assertion

Ref	Expression
eltx	⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑝,𝑦,𝐽   𝐾,𝑝,𝑥,𝑦   𝑆,𝑝,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥,𝑦,𝑝)   𝑊(𝑥,𝑦,𝑝)

Proof of Theorem eltx

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2170	. . . 4 ⊢ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
2	1	txval 13049	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝐽 ×t 𝐾) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
3	2	eleq2d 2240	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ 𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)))))
4	1	txbasex 13051	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ V)
5		eltg2b 12848	. . . 4 ⊢ (ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ V → (𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))(𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆)))
6	4, 5	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))(𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆)))
7		vex 2733	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
8		vex 2733	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
9	7, 8	xpex 4726	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 × 𝑦) ∈ V
10	9	rgen2w 2526	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐽 ∀𝑦 ∈ 𝐾 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
11		eqid 2170	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
12		eleq2 2234	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑝 ∈ 𝑧 ↔ 𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦)))
13		sseq1 3170	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑧 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
14	12, 13	anbi12d 470	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → ((𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
15	11, 14	rexrnmpo 5968	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 ∀𝑦 ∈ 𝐾 (𝑥 × 𝑦) ∈ V → (∃𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))(𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
16	10, 15	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (∃𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))(𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
17	16	ralbii 2476	. . 3 ⊢ (∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))(𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
18	6, 17	bitrdi 195	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
19	3, 18	bitrd 187	1 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝑆 ∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦 ∈ 𝐾 (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1348   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448  ∃wrex 2449  Vcvv 2730   ⊆ wss 3121   × cxp 4609  ran crn 4612  ‘cfv 5198  (class class class)co 5853   ∈ cmpo 5855  topGenctg 12594   ×_t ctx 13046

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-id 4278  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-topgen 12600  df-tx 13047

This theorem is referenced by:  txdis  13071  txdis1cn  13072