Theorem ntreq0 14368

Description: Two ways to say that a subset has an empty interior. (Contributed by NM, 3-Oct-2007.) (Revised by Jim Kingdon, 11-Mar-2023.)

Hypothesis

Ref	Expression
clscld.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
ntreq0	⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐽   𝑥,𝑆   𝑥,𝑋

Proof of Theorem ntreq0

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		clscld.1	. . . 4 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
2	1	ntrval 14346	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆))
3	2	eqeq1d 2205	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) = ∅))
4		notm0 3471	. . . 4 ⊢ (¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) = ∅)
5		ancom 266	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)) ↔ (𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
6		elin 3346	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ (𝑥 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑆))
7	6	anbi1i 458	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
8		anass 401	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝐽 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ 𝐽 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥)))
9	5, 7, 8	3bitri 206	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐽 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥)))
10	9	exbii 1619	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐽 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥)))
11		eluni 3842	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)))
12		df-rex 2481	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐽 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥)))
13	10, 11, 12	3bitr4i 212	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
14	13	exbii 1619	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑦∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
15		rexcom4 2786	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ∃𝑦∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
16		19.42v 1921	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑦(𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
17	16	rexbii 2504	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
18	14, 15, 17	3bitr2i 208	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
19	18	notbii 669	. . . 4 ⊢ (¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
20	4, 19	bitr3i 186	. . 3 ⊢ (∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) = ∅ ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
21		ralinexa 2524	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 → ¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
22		velpw 3612	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑆)
23		notm0 3471	. . . . 5 ⊢ (¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥 ↔ 𝑥 = ∅)
24	22, 23	imbi12i 239	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 → ¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅))
25	24	ralbii 2503	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 → ¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅))
26	20, 21, 25	3bitr2i 208	. 2 ⊢ (∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) = ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅))
27	3, 26	bitrdi 196	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364  ∃wex 1506   ∈ wcel 2167  ∀wral 2475  ∃wrex 2476   ∩ cin 3156   ⊆ wss 3157  ∅c0 3450  𝒫 cpw 3605  ∪ cuni 3839  ‘cfv 5258  Topctop 14233  intcnt 14329

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

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-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-nul 3451  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-top 14234  df-ntr 14332

This theorem is referenced by: (None)