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

Theorem neitx 15133
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 15012 . . . . 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 15012 . . . . 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 4857 . . . 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 15128 . . . 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 3276 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
12 simp-5l 545 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top))
13 simp-4r 544 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐽)
14 simplr 529 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐾)
15 txopn 15130 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑎𝐽𝑏𝐾)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
1612, 13, 14, 15syl12anc 1272 . . . . 5 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → (𝑎 × 𝑏) ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
17 simpr1l 1081 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝐶𝑎)
18173anassrs 1256 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐶𝑎)
19 simprl 531 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝐷𝑏)
20 xpss12 4857 . . . . . 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 1082 . . . . . . 7 (((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ ((𝐶𝑎𝑎𝐴) ∧ 𝑏𝐾 ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵))) → 𝑎𝐴)
23223anassrs 1256 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑎𝐴)
24 simprr 533 . . . . . 6 (((((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) ∧ 𝑎𝐽) ∧ (𝐶𝑎𝑎𝐴)) ∧ 𝑏𝐾) ∧ (𝐷𝑏𝑏𝐵)) → 𝑏𝐵)
25 xpss12 4857 . . . . . 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 3262 . . . . . . 7 (𝑐 = (𝑎 × 𝑏) → ((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐 ↔ (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝑎 × 𝑏)))
28 sseq1 3261 . . . . . . 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 2921 . . . . 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 1272 . . . 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 15014 . . . . . 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 2686 . . 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 15014 . . . 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 2686 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → ∃𝑐 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)((𝐶 × 𝐷) ⊆ 𝑐𝑐 ⊆ (𝐴 × 𝐵)))
39 txtop 15125 . . . 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 15007 . . . . . 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 15007 . . . . . 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 4857 . . . . 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 3276 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐴 ∈ ((nei‘𝐽)‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝐷))) → (𝐶 × 𝐷) ⊆ (𝐽 ×t 𝐾))
48 eqid 2232 . . . 4 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
4948isnei 15009 . . 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 953 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 1398  wcel 2203  wrex 2521  wss 3211   cuni 3914   × cxp 4747  cfv 5352  (class class class)co 6050  Topctop 14862  neicnei 15003   ×t ctx 15117
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4225  ax-sep 4228  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-id 4414  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-topgen 13473  df-top 14863  df-topon 14876  df-bases 14908  df-nei 15004  df-tx 15118
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator