Theorem txopn 12905

Description: The product of two open sets is open in the product topology. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)

Assertion

Ref	Expression
txopn	⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (𝑅 ×t 𝑆))

Proof of Theorem txopn

Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2165	. . . . . 6 ⊢ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
2	1	txbasex 12897	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ∈ V)
3		bastg 12701	. . . . 5 ⊢ (ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ∈ V → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
4	2, 3	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
5	4	adantr 274	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ⊆ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
6		eqid 2165	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)
7		xpeq1 4618	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → (𝑢 × 𝑣) = (𝐴 × 𝑣))
8	7	eqeq2d 2177	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣)))
9		xpeq2 4619	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → (𝐴 × 𝑣) = (𝐴 × 𝐵))
10	9	eqeq2d 2177	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)))
11	8, 10	rspc2ev 2845	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
12	6, 11	mp3an3 1316	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
13		xpexg 4718	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ V)
14		eqid 2165	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
15	14	elrnmpog 5954	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ∈ V → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣)))
16	13, 15	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣)))
17	12, 16	mpbird 166	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
18	17	adantl 275	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
19	5, 18	sseldd 3143	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
20	1	txval 12895	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
21	20	adantr 274	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
22	19, 21	eleqtrrd 2246	1 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (𝑅 ×t 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1343   ∈ wcel 2136  ∃wrex 2445  Vcvv 2726   ⊆ wss 3116   × cxp 4602  ran crn 4605  ‘cfv 5188  (class class class)co 5842   ∈ cmpo 5844  topGenctg 12571   ×_t ctx 12892

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-id 4271  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-topgen 12577  df-tx 12893

This theorem is referenced by:  txbasval  12907  neitx  12908  tx1cn  12909  tx2cn  12910  txlm  12919