Theorem txopn 14501

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 2196	. . . . . 6 ⊢ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
2	1	txbasex 14493	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) ∈ V)
3		bastg 14297	. . . . 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 276	. . 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 2196	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)
7		xpeq1 4677	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → (𝑢 × 𝑣) = (𝐴 × 𝑣))
8	7	eqeq2d 2208	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝐴 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣)))
9		xpeq2 4678	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → (𝐴 × 𝑣) = (𝐴 × 𝐵))
10	9	eqeq2d 2208	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝐵 → ((𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝑣) ↔ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)))
11	8, 10	rspc2ev 2883	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × 𝐵)) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
12	6, 11	mp3an3 1337	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ∃𝑢 ∈ 𝑅 ∃𝑣 ∈ 𝑆 (𝐴 × 𝐵) = (𝑢 × 𝑣))
13		xpexg 4777	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ V)
14		eqid 2196	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)) = (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))
15	14	elrnmpog 6035	. . . . . 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 167	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
18	17	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣)))
19	5, 18	sseldd 3184	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
20	1	txval 14491	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
21	20	adantr 276	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) = (topGen‘ran (𝑢 ∈ 𝑅, 𝑣 ∈ 𝑆 ↦ (𝑢 × 𝑣))))
22	19, 21	eleqtrrd 2276	1 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ∈ 𝑊) ∧ (𝐴 ∈ 𝑅 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆)) → (𝐴 × 𝐵) ∈ (𝑅 ×t 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∃wrex 2476  Vcvv 2763   ⊆ wss 3157   × cxp 4661  ran crn 4664  ‘cfv 5258  (class class class)co 5922   ∈ cmpo 5924  topGenctg 12925   ×_t ctx 14488

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  ax-setind 4573

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-ne 2368  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-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-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-topgen 12931  df-tx 14489

This theorem is referenced by:  txbasval  14503  neitx  14504  tx1cn  14505  tx2cn  14506  txlm  14515