ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  neitx GIF version

Theorem neitx 13021
Description: The Cartesian product of two neighborhoods is a neighborhood in the product topology. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Jan-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
neitx.x 𝑋 = 𝐽
neitx.y 𝑌 = 𝐾
Assertion
Ref Expression
neitx (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ((nei‘(𝐽 ×t 𝐾))‘(𝐶 × 𝐷)))

Proof of Theorem neitx
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 neitx.x . . . . . 6 𝑋 = 𝐽
21neii1 12900 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → 𝐴𝑋)
32ad2ant2r 506 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐴𝑋)
4 neitx.y . . . . . 6 𝑌 = 𝐾
54neii1 12900 . . . . 5 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → 𝐵𝑌)
65ad2ant2l 505 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐵𝑌)
7 xpss12 4716 . . . 4 ((𝐴𝑋𝐵𝑌) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
83, 6, 7syl2anc 409 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
91, 4txuni 13016 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝑌) = (𝐽 ×t 𝐾))
109adantr 274 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝑋 × 𝑌) = (𝐽 ×t 𝐾))
118, 10sseqtrd 3185 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
12 simp-5l 538 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top))
13 simp-4r 537 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐽)
14 simplr 525 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐾)
15 txopn 13018 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑎𝐽𝑏𝐾)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
1612, 13, 14, 15syl12anc 1231 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
17 simpr1l 1049 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝐶𝑎)
18173anassrs 1224 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐶𝑎)
19 simprl 526 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐷𝑏)
20 xpss12 4716 . . . . . 6 ((𝐶𝑎𝐷𝑏) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏))
2118, 19, 20syl2anc 409 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏))
22 simpr1r 1050 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝑎𝐴)
23223anassrs 1224 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐴)
24 simprr 527 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐵)
25 xpss12 4716 . . . . . 6 ((𝑎𝐴𝑏𝐵) → (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))
2623, 24, 25syl2anc 409 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))
27 sseq2 3171 . . . . . . 7 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → ((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐 ↔ (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏)))
28 sseq1 3170 . . . . . . 7 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → (𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
2927, 28anbi12d 470 . . . . . 6 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → (((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)) ↔ ((𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏) ∧ (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))))
3029rspcev 2834 . . . . 5 (((𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ ((𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏) ∧ (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
3116, 21, 26, 30syl12anc 1231 . . . 4 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
32 neii2 12902 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3332ad2ant2l 505 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3433ad2antrr 485 . . . 4 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3531, 34r19.29a 2613 . . 3 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
36 neii2 12902 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → ∃𝑎𝐽 (𝐶𝑎𝑎𝐴))
3736ad2ant2r 506 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑎𝐽 (𝐶𝑎𝑎𝐴))
3835, 37r19.29a 2613 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
39 txtop 13013 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
4039adantr 274 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
411neiss2 12895 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → 𝐶𝑋)
4241ad2ant2r 506 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐶𝑋)
434neiss2 12895 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → 𝐷𝑌)
4443ad2ant2l 505 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐷𝑌)
45 xpss12 4716 . . . . 5 ((𝐶𝑋𝐷𝑌) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
4642, 44, 45syl2anc 409 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
4746, 10sseqtrd 3185 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
48 eqid 2170 . . . 4 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
4948isnei 12897 . . 3 (((𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top ∧ (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾)) → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ((nei‘(𝐽 ×t 𝐾))‘(𝐶 × 𝐷)) ↔ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))))
5040, 47, 49syl2anc 409 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ((nei‘(𝐽 ×t 𝐾))‘(𝐶 × 𝐷)) ↔ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))))
5111, 38, 50mpbir2and 939 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ((nei‘(𝐽 ×t 𝐾))‘(𝐶 × 𝐷)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104   = wceq 1348  wcel 2141  wrex 2449  wss 3121   cuni 3794   × cxp 4607  cfv 5196  (class class class)co 5850  Topctop 12748  neicnei 12891   ×t ctx 13005
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 4102  ax-sep 4105  ax-pow 4158  ax-pr 4192  ax-un 4416  ax-setind 4519
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 3566  df-sn 3587  df-pr 3588  df-op 3590  df-uni 3795  df-iun 3873  df-br 3988  df-opab 4049  df-mpt 4050  df-id 4276  df-xp 4615  df-rel 4616  df-cnv 4617  df-co 4618  df-dm 4619  df-rn 4620  df-res 4621  df-ima 4622  df-iota 5158  df-fun 5198  df-fn 5199  df-f 5200  df-f1 5201  df-fo 5202  df-f1o 5203  df-fv 5204  df-ov 5853  df-oprab 5854  df-mpo 5855  df-1st 6116  df-2nd 6117  df-topgen 12587  df-top 12749  df-topon 12762  df-bases 12794  df-nei 12892  df-tx 13006
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator