MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  bcth3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bcth3 25560
Description: Baire's Category Theorem, version 3: The intersection of countably many dense open sets is dense. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Jan-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
bcth.2 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
Assertion
Ref Expression
bcth3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋)
Distinct variable groups:   𝐷,𝑘   𝑘,𝐽   𝑘,𝑀   𝑘,𝑋

Proof of Theorem bcth3
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cmetmet 25515 . . . . 5 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (Met‘𝑋))
2 metxmet 24561 . . . . 5 (𝐷 ∈ (Met‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
31, 2syl 18 . . . 4 (𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) → 𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋))
4 bcth.2 . . . . . . . . . 10 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
54mopntop 24667 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝐽 ∈ Top)
65ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐽 ∈ Top)
7 ffvelcdm 7075 . . . . . . . . . 10 ((𝑀:ℕ⟶𝐽𝑘 ∈ ℕ) → (𝑀𝑘) ∈ 𝐽)
8 elssuni 4899 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑘) ∈ 𝐽 → (𝑀𝑘) ⊆ 𝐽)
97, 8syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝑀:ℕ⟶𝐽𝑘 ∈ ℕ) → (𝑀𝑘) ⊆ 𝐽)
109adantll 727 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑀𝑘) ⊆ 𝐽)
11 eqid 2760 . . . . . . . . 9 𝐽 = 𝐽
1211clsval2 23276 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑀𝑘) ⊆ 𝐽) → ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))))
136, 10, 12syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))))
144mopnuni 24668 . . . . . . . 8 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = 𝐽)
1514ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑋 = 𝐽)
1613, 15eqeq12d 2776 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋 ↔ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))) = 𝐽))
17 difeq2 4068 . . . . . . . 8 (( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))) = 𝐽 → ( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ( 𝐽 𝐽))
18 difid 4325 . . . . . . . 8 ( 𝐽 𝐽) = ∅
1917, 18eqtrdi 2811 . . . . . . 7 (( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))) = 𝐽 → ( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ∅)
20 difss 4083 . . . . . . . . . . . 12 ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)) ⊆ 𝐽
2111ntropn 23275 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)) ⊆ 𝐽) → ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ∈ 𝐽)
226, 20, 21sylancl 598 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ∈ 𝐽)
23 elssuni 4899 . . . . . . . . . . 11 (((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ∈ 𝐽 → ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ⊆ 𝐽)
2422, 23syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ⊆ 𝐽)
25 dfss4 4215 . . . . . . . . . 10 (((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))) ⊆ 𝐽 ↔ ( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))
2624, 25sylib 221 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))
27 id 23 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ)
28 elfvdm 6913 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom ∞Met)
2928difexd 5296 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)) ∈ V)
3029adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)) ∈ V)
31 fveq2 6879 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑘 → (𝑀𝑥) = (𝑀𝑘))
3231difeq2d 4074 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑘 → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) = (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)))
33 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) = (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))
3432, 33fvmptg 6985 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)) ∈ V) → ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)))
3527, 30, 34syl2anr 609 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)))
3615difeq1d 4073 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)) = ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))
3735, 36eqtrd 2795 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))
3837fveq2d 6883 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))
3926, 38eqtr4d 2798 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)))
4039eqeq1d 2762 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (( 𝐽 ∖ ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘))))) = ∅ ↔ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅))
4119, 40imbitrid 247 . . . . . 6 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ∖ (𝑀𝑘)))) = 𝐽 → ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅))
4216, 41sylbid 243 . . . . 5 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋 → ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅))
4342ralimdva 3174 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (∀𝑘 ∈ ℕ ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋 → ∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅))
443, 43sylan 592 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (∀𝑘 ∈ ℕ ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋 → ∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅))
45 ffvelcdm 7075 . . . . . . . . 9 ((𝑀:ℕ⟶𝐽𝑥 ∈ ℕ) → (𝑀𝑥) ∈ 𝐽)
4614difeq1d 4073 . . . . . . . . . . 11 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) = ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑥)))
4746adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑀𝑥) ∈ 𝐽) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) = ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑥)))
4811opncld 23259 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ Top ∧ (𝑀𝑥) ∈ 𝐽) → ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
495, 48sylan 592 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑀𝑥) ∈ 𝐽) → ( 𝐽 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
5047, 49eqeltrd 2860 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑀𝑥) ∈ 𝐽) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
5145, 50sylan2 605 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑀:ℕ⟶𝐽𝑥 ∈ ℕ)) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
5251anassrs 473 . . . . . . 7 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
5352ralrimiva 3154 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
543, 53sylan 592 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽))
5533fmpt 7104 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ (Clsd‘𝐽) ↔ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽))
5654, 55sylib 221 . . . 4 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽))
57 nne 2959 . . . . . . 7 (¬ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅ ↔ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅)
5857ralbii 3108 . . . . . 6 (∀𝑘 ∈ ℕ ¬ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅ ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅)
59 ralnex 3088 . . . . . 6 (∀𝑘 ∈ ℕ ¬ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅ ↔ ¬ ∃𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅)
6058, 59bitr3i 280 . . . . 5 (∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅ ↔ ¬ ∃𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅)
614bcth 25558 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽) ∧ ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) ≠ ∅) → ∃𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅)
62613expia 1139 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽)) → (((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) ≠ ∅ → ∃𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅))
6362necon1bd 2973 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽)) → (¬ ∃𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) ≠ ∅ → ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅))
6460, 63biimtrid 245 . . . 4 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))):ℕ⟶(Clsd‘𝐽)) → (∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅ → ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅))
6556, 64syldan 603 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (∀𝑘 ∈ ℕ ((int‘𝐽)‘((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘)) = ∅ → ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅))
66 difeq2 4068 . . . . 5 (((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅ → ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))) = ( 𝐽 ∖ ∅))
6728difexd 5296 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ V)
6867ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ V)
6968ralrimiva 3154 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ V)
7033fnmpt 6673 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) ∈ V → (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) Fn ℕ)
71 fniunfv 7245 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) Fn ℕ → 𝑘 ∈ ℕ ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))
7269, 70, 713syl 19 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑘 ∈ ℕ ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))
7335iuneq2dv 4976 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑘 ∈ ℕ ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = 𝑘 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑘)))
7432cbviunv 4997 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) = 𝑘 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑘))
7573, 74eqtr4di 2813 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑘 ∈ ℕ ((𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))‘𝑘) = 𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))
7672, 75eqtr3d 2797 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) = 𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))
77 iundif2 5032 . . . . . . . . . . 11 𝑥 ∈ ℕ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)) = (𝑋 𝑥 ∈ ℕ (𝑀𝑥))
7876, 77eqtrdi 2811 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) = (𝑋 𝑥 ∈ ℕ (𝑀𝑥)))
79 ffn 6703 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀:ℕ⟶𝐽𝑀 Fn ℕ)
8079adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑀 Fn ℕ)
81 fniinfv 6957 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 Fn ℕ → 𝑥 ∈ ℕ (𝑀𝑥) = ran 𝑀)
8280, 81syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑥 ∈ ℕ (𝑀𝑥) = ran 𝑀)
8382difeq2d 4074 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (𝑋 𝑥 ∈ ℕ (𝑀𝑥)) = (𝑋 ran 𝑀))
8414adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝑋 = 𝐽)
8584difeq1d 4073 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (𝑋 ran 𝑀) = ( 𝐽 ran 𝑀))
8678, 83, 853eqtrd 2799 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))) = ( 𝐽 ran 𝑀))
8786fveq2d 6883 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ran 𝑀)))
8887difeq2d 4074 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))) = ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ran 𝑀))))
895adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → 𝐽 ∈ Top)
90 1nn 12269 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ
91 biidd 265 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran 𝑀 𝐽) ↔ ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran 𝑀 𝐽)))
92 fnfvelrn 7074 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑀 Fn ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑀𝑘) ∈ ran 𝑀)
9380, 92sylan 592 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑀𝑘) ∈ ran 𝑀)
94 intss1 4923 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀𝑘) ∈ ran 𝑀 ran 𝑀 ⊆ (𝑀𝑘))
9593, 94syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ran 𝑀 ⊆ (𝑀𝑘))
9695, 10sstrd 3941 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ran 𝑀 𝐽)
9796expcom 419 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran 𝑀 𝐽))
9891, 97vtoclga 3536 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℕ → ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran 𝑀 𝐽))
9990, 98ax-mp 5 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ran 𝑀 𝐽)
10011clsval2 23276 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ Top ∧ ran 𝑀 𝐽) → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ran 𝑀))))
10189, 99, 100syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘( 𝐽 ran 𝑀))))
10288, 101eqtr4d 2798 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))) = ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀))
103 dif0 4327 . . . . . . 7 ( 𝐽 ∖ ∅) = 𝐽
104103, 84eqtr4id 2814 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → ( 𝐽 ∖ ∅) = 𝑋)
105102, 104eqeq12d 2776 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (( 𝐽 ∖ ((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥))))) = ( 𝐽 ∖ ∅) ↔ ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋))
10666, 105imbitrid 247 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅ → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋))
1073, 106sylan 592 . . 3 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (((int‘𝐽)‘ ran (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑋 ∖ (𝑀𝑥)))) = ∅ → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋))
10844, 65, 1073syld 61 . 2 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽) → (∀𝑘 ∈ ℕ ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋 → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋))
1091083impia 1135 1 ((𝐷 ∈ (CMet‘𝑋) ∧ 𝑀:ℕ⟶𝐽 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ ((cls‘𝐽)‘(𝑀𝑘)) = 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘ ran 𝑀) = 𝑋)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  wrex 3086  Vcvv 3450  cdif 3896  wss 3899  c0 4279   cuni 4867   cint 4907   ciun 4951   ciin 4952  cmpt 5186  dom cdm 5655  ran crn 5656   Fn wfn 6528  wf 6529  cfv 6533  1c1 11126  cn 12258  ∞Metcxmet 21571  Metcmet 21572  MetOpencmopn 21576  Topctop 23119  Clsdccld 23242  intcnt 23243  clsccl 23244  CMetccmet 25483
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-inf2 9621  ax-dc 10449  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-pre-sup 11203
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-er 8697  df-map 8829  df-pm 8830  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-sup 9413  df-inf 9414  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-q 12999  df-rp 13044  df-xneg 13164  df-xadd 13165  df-xmul 13166  df-ico 13405  df-rest 17508  df-topgen 17529  df-psmet 21578  df-xmet 21579  df-met 21580  df-bl 21581  df-mopn 21582  df-fbas 21583  df-fg 21584  df-top 23120  df-topon 23137  df-bases 23172  df-cld 23245  df-ntr 23246  df-cls 23247  df-nei 23324  df-lm 23455  df-fil 24073  df-fm 24165  df-flim 24166  df-flf 24167  df-cfil 25484  df-cau 25485  df-cmet 25486
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator