Theorem 0ntr 23027

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 4320	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ⊆ 𝑆 ↔ (𝑋 ∖ 𝑆) = ∅)
2		eqss 3951	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 = 𝑋 ↔ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆))
3		fveq2 6842	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑆 = 𝑋 → ((int‘𝐽)‘𝑆) = ((int‘𝐽)‘𝑋))
4		clscld.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
5	4	ntrtop 23026	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐽 ∈ Top → ((int‘𝐽)‘𝑋) = 𝑋)
6	3, 5	sylan9eqr 2794	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → ((int‘𝐽)‘𝑆) = 𝑋)
7	6	eqeq1d 2739	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ ↔ 𝑋 = ∅))
8	7	biimpd 229	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 = 𝑋) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))
9	8	ex 412	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 = 𝑋 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅)))
10	2, 9	biimtrrid 243	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐽 ∈ Top → ((𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆) → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅)))
11	10	expd 415	. . . . . . 7 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 ⊆ 𝑋 → (𝑋 ⊆ 𝑆 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))))
12	11	com34 91	. . . . . 6 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝑆 ⊆ 𝑋 → (((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅ → (𝑋 ⊆ 𝑆 → 𝑋 = ∅))))
13	12	imp32 418	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ⊆ 𝑆 → 𝑋 = ∅))
14	1, 13	biimtrrid 243	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → ((𝑋 ∖ 𝑆) = ∅ → 𝑋 = ∅))
15	14	necon3d 2954	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅))
16	15	imp 406	. 2 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) ∧ 𝑋 ≠ ∅) → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅)
17	16	an32s 653	1 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑋 ≠ ∅) ∧ (𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ((int‘𝐽)‘𝑆) = ∅)) → (𝑋 ∖ 𝑆) ≠ ∅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933   ∖ cdif 3900   ⊆ wss 3903  ∅c0 4287  ∪ cuni 4865  ‘cfv 6500  Topctop 22849  intcnt 22973

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-id 5527  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-top 22850  df-ntr 22976

This theorem is referenced by: (None)