Theorem ntreq0 15126

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 15104	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆))
3	2	eqeq1d 2243	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) = ∅))
4		notm0 3533	. . . 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 3406	. . . . . . . . . . 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 1654	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐽 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥)))
11		eluni 3922	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆)))
12		df-rex 2528	. . . . . . . 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 1654	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 𝑦 ∈ ∪ (𝐽 ∩ 𝒫 𝑆) ↔ ∃𝑦∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
15		rexcom4 2839	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐽 ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ∃𝑦∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥))
16		19.42v 1958	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑦(𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
17	16	rexbii 2551	. . . . . 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 674	. . . 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 2571	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 → ¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥))
22		velpw 3681	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑆)
23		notm0 3533	. . . . 5 ⊢ (¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥 ↔ 𝑥 = ∅)
24	22, 23	imbi12i 239	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 𝑆 → ¬ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ⊆ 𝑆 → 𝑥 = ∅))
25	24	ralbii 2550	. . 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 1398  ∃wex 1541   ∈ wcel 2205  ∀wral 2522  ∃wrex 2523   ∩ cin 3213   ⊆ wss 3214  ∅c0 3512  𝒫 cpw 3674  ∪ cuni 3919  ‘cfv 5357  Topctop 14991  intcnt 15087

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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559

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 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-id 4419  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-top 14992  df-ntr 15090

This theorem is referenced by: (None)