Theorem eltx 14495

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 2196	. . . 4 ⊢ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
2	1	txval 14491	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝐽 ×t 𝐾) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
3	2	eleq2d 2266	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ 𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)))))
4	1	txbasex 14493	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ V)
5		eltg2b 14290	. . . 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 2766	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
8		vex 2766	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
9	7, 8	xpex 4778	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 × 𝑦) ∈ V
10	9	rgen2w 2553	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐽 ∀𝑦 ∈ 𝐾 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
11		eqid 2196	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
12		eleq2 2260	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑝 ∈ 𝑧 ↔ 𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦)))
13		sseq1 3206	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑧 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
14	12, 13	anbi12d 473	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → ((𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
15	11, 14	rexrnmpo 6038	. . . . 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 2503	. . 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 196	. 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 188	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 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∀wral 2475  ∃wrex 2476  Vcvv 2763   ⊆ wss 3157   × cxp 4661  ran crn 4664  ‘cfv 5258  (class class class)co 5922   ∈ cmpo 5924  topGenctg 12925   ×_t ctx 14488

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-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-topgen 12931  df-tx 14489

This theorem is referenced by:  txdis  14513  txdis1cn  14514