Theorem eltx 12431

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 2139	. . . 4 ⊢ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
2	1	txval 12427	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝐽 ×t 𝐾) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
3	2	eleq2d 2209	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ 𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)))))
4	1	txbasex 12429	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ V)
5		eltg2b 12226	. . . 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 2689	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
8		vex 2689	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
9	7, 8	xpex 4654	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 × 𝑦) ∈ V
10	9	rgen2w 2488	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐽 ∀𝑦 ∈ 𝐾 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
11		eqid 2139	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
12		eleq2 2203	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑝 ∈ 𝑧 ↔ 𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦)))
13		sseq1 3120	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑧 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
14	12, 13	anbi12d 464	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → ((𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
15	11, 14	rexrnmpo 5886	. . . . 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 2441	. . 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	syl6bb 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 1331   ∈ wcel 1480  ∀wral 2416  ∃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:  txdis  12449  txdis1cn  12450