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

Theorem neitx 14064
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 13943 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → 𝐴𝑋)
32ad2ant2r 509 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐴𝑋)
4 neitx.y . . . . . 6 𝑌 = 𝐾
54neii1 13943 . . . . 5 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → 𝐵𝑌)
65ad2ant2l 508 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐵𝑌)
7 xpss12 4745 . . . 4 ((𝐴𝑋𝐵𝑌) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
83, 6, 7syl2anc 411 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
91, 4txuni 14059 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝑌) = (𝐽 ×t 𝐾))
109adantr 276 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝑋 × 𝑌) = (𝐽 ×t 𝐾))
118, 10sseqtrd 3205 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
12 simp-5l 543 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top))
13 simp-4r 542 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐽)
14 simplr 528 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐾)
15 txopn 14061 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑎𝐽𝑏𝐾)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
1612, 13, 14, 15syl12anc 1246 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
17 simpr1l 1055 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝐶𝑎)
18173anassrs 1230 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐶𝑎)
19 simprl 529 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐷𝑏)
20 xpss12 4745 . . . . . 6 ((𝐶𝑎𝐷𝑏) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏))
2118, 19, 20syl2anc 411 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏))
22 simpr1r 1056 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝑎𝐴)
23223anassrs 1230 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐴)
24 simprr 531 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐵)
25 xpss12 4745 . . . . . 6 ((𝑎𝐴𝑏𝐵) → (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))
2623, 24, 25syl2anc 411 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))
27 sseq2 3191 . . . . . . 7 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → ((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐 ↔ (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏)))
28 sseq1 3190 . . . . . . 7 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → (𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
2927, 28anbi12d 473 . . . . . 6 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → (((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)) ↔ ((𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏) ∧ (𝑎 × 𝑏) ⊆ (𝐴 × 𝐵))))
3029rspcev 2853 . . . . 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 1246 . . . 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 13945 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3332ad2ant2l 508 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3433ad2antrr 488 . . . 4 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) → ∃𝑏𝐾 (𝐷𝑏𝑏𝐵))
3531, 34r19.29a 2630 . . 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 13945 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → ∃𝑎𝐽 (𝐶𝑎𝑎𝐴))
3736ad2ant2r 509 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑎𝐽 (𝐶𝑎𝑎𝐴))
3835, 37r19.29a 2630 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
39 txtop 14056 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
4039adantr 276 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
411neiss2 13938 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶)) → 𝐶𝑋)
4241ad2ant2r 509 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐶𝑋)
434neiss2 13938 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷)) → 𝐷𝑌)
4443ad2ant2l 508 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → 𝐷𝑌)
45 xpss12 4745 . . . . 5 ((𝐶𝑋𝐷𝑌) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
4642, 44, 45syl2anc 411 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑋 × 𝑌))
4746, 10sseqtrd 3205 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
48 eqid 2187 . . . 4 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
4948isnei 13940 . . 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 411 . 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 945 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 104  wb 105   = wceq 1363  wcel 2158  wrex 2466  wss 3141   cuni 3821   × cxp 4636  cfv 5228  (class class class)co 5888  Topctop 13793  neicnei 13934   ×t ctx 14048
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 1457  ax-7 1458  ax-gen 1459  ax-ie1 1503  ax-ie2 1504  ax-8 1514  ax-10 1515  ax-11 1516  ax-i12 1517  ax-bndl 1519  ax-4 1520  ax-17 1536  ax-i9 1540  ax-ial 1544  ax-i5r 1545  ax-13 2160  ax-14 2161  ax-ext 2169  ax-coll 4130  ax-sep 4133  ax-pow 4186  ax-pr 4221  ax-un 4445  ax-setind 4548
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 981  df-tru 1366  df-fal 1369  df-nf 1471  df-sb 1773  df-eu 2039  df-mo 2040  df-clab 2174  df-cleq 2180  df-clel 2183  df-nfc 2318  df-ne 2358  df-ral 2470  df-rex 2471  df-reu 2472  df-rab 2474  df-v 2751  df-sbc 2975  df-csb 3070  df-dif 3143  df-un 3145  df-in 3147  df-ss 3154  df-pw 3589  df-sn 3610  df-pr 3611  df-op 3613  df-uni 3822  df-iun 3900  df-br 4016  df-opab 4077  df-mpt 4078  df-id 4305  df-xp 4644  df-rel 4645  df-cnv 4646  df-co 4647  df-dm 4648  df-rn 4649  df-res 4650  df-ima 4651  df-iota 5190  df-fun 5230  df-fn 5231  df-f 5232  df-f1 5233  df-fo 5234  df-f1o 5235  df-fv 5236  df-ov 5891  df-oprab 5892  df-mpo 5893  df-1st 6155  df-2nd 6156  df-topgen 12727  df-top 13794  df-topon 13807  df-bases 13839  df-nei 13935  df-tx 14049
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator