Theorem eltx 12800

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 2164	. . . 4 ⊢ ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
2	1	txval 12796	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝐽 ×t 𝐾) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
3	2	eleq2d 2234	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → (𝑆 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ↔ 𝑆 ∈ (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)))))
4	1	txbasex 12798	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑊) → ran (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ V)
5		eltg2b 12595	. . . 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 2724	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
8		vex 2724	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
9	7, 8	xpex 4713	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 × 𝑦) ∈ V
10	9	rgen2w 2520	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐽 ∀𝑦 ∈ 𝐾 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
11		eqid 2164	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐽, 𝑦 ∈ 𝐾 ↦ (𝑥 × 𝑦))
12		eleq2 2228	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑝 ∈ 𝑧 ↔ 𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦)))
13		sseq1 3160	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → (𝑧 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆))
14	12, 13	anbi12d 465	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑥 × 𝑦) → ((𝑝 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ⊆ 𝑆) ↔ (𝑝 ∈ (𝑥 × 𝑦) ∧ (𝑥 × 𝑦) ⊆ 𝑆)))
15	11, 14	rexrnmpo 5948	. . . . 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 2470	. . 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 1342   ∈ wcel 2135  ∀wral 2442  ∃wrex 2443  Vcvv 2721   ⊆ wss 3111   × cxp 4596  ran crn 4599  ‘cfv 5182  (class class class)co 5836   ∈ cmpo 5838  topGenctg 12507   ×_t ctx 12793

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1434  ax-7 1435  ax-gen 1436  ax-ie1 1480  ax-ie2 1481  ax-8 1491  ax-10 1492  ax-11 1493  ax-i12 1494  ax-bndl 1496  ax-4 1497  ax-17 1513  ax-i9 1517  ax-ial 1521  ax-i5r 1522  ax-13 2137  ax-14 2138  ax-ext 2146  ax-coll 4091  ax-sep 4094  ax-pow 4147  ax-pr 4181  ax-un 4405  ax-setind 4508

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 969  df-tru 1345  df-fal 1348  df-nf 1448  df-sb 1750  df-eu 2016  df-mo 2017  df-clab 2151  df-cleq 2157  df-clel 2160  df-nfc 2295  df-ne 2335  df-ral 2447  df-rex 2448  df-reu 2449  df-rab 2451  df-v 2723  df-sbc 2947  df-csb 3041  df-dif 3113  df-un 3115  df-in 3117  df-ss 3124  df-pw 3555  df-sn 3576  df-pr 3577  df-op 3579  df-uni 3784  df-iun 3862  df-br 3977  df-opab 4038  df-mpt 4039  df-id 4265  df-xp 4604  df-rel 4605  df-cnv 4606  df-co 4607  df-dm 4608  df-rn 4609  df-res 4610  df-ima 4611  df-iota 5147  df-fun 5184  df-fn 5185  df-f 5186  df-f1 5187  df-fo 5188  df-f1o 5189  df-fv 5190  df-ov 5839  df-oprab 5840  df-mpo 5841  df-1st 6100  df-2nd 6101  df-topgen 12513  df-tx 12794

This theorem is referenced by:  txdis  12818  txdis1cn  12819