Theorem 0ntr 23193

Description: A subset with an empty interior cannot cover a whole (nonempty) topology. (Contributed by NM, 12-Sep-2006.)

Hypothesis

Ref	Expression
clscld.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
0ntr	⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅)

Proof of Theorem 0ntr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssdif0 4328	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑋 ∖ 𝑆) = ∅)
2		eqss 3960	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 = 𝑋 ↔ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆))
3		fveq2 6879	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑆 = 𝑋 → ((int‘𝐽)‘𝑆) = ((int‘𝐽)‘𝑋))
4		clscld.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
5	4	ntrtop 23192	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐽 ∈ Top → ((int‘𝐽)‘𝑋) = 𝑋)
6	3, 5	sylan9eqr 2826	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → ((int‘𝐽)‘𝑆) = 𝑋)
7	6	eqeq1d 2771	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ 𝑋 = ∅))
8	7	biimpd 232	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))
9	8	ex 417	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 = 𝑋 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅)))
10	2, 9	biimtrrid 246	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐽 ∈ Top → ((𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅)))
11	10	expd 420	. . . . . . 7 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 ⊆ 𝑋 → (𝑋 ⊆ 𝑆 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))))
12	11	com34 92	. . . . . 6 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 ⊆ 𝑋 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → (𝑋 ⊆ 𝑆 → 𝑋 = ∅))))
13	12	imp32 423	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ⊆ 𝑆 → 𝑋 = ∅))
14	1, 13	biimtrrid 246	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → ((𝑋 ∖ 𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))
15	14	necon3d 2985	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅))
16	15	imp 411	. 2 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) ∧ 𝑋 ≠ ∅) → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅)
17	16	an32s 664	1 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964   ∖ cdif 3910   ⊆ wss 3913  ∅c0 4294  ∪ cuni 4873  ‘cfv 6534  Topctop 23015  intcnt 23139

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-id 5554  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-iota 6490  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-top 23016  df-ntr 23142

This theorem is referenced by: (None)