Theorem circtopn 34014

Description: The topology of the unit circle is generated by open intervals of the polar coordinate. (Contributed by Thierry Arnoux, 4-Jan-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
circtopn.i	⊢ 𝐼 = (0[,](2 · π))
circtopn.j	⊢ 𝐽 = (topGen‘ran (,))
circtopn.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (exp‘(i · 𝑥)))
circtopn.c	⊢ 𝐶 = (◡abs “ {1})

Assertion

Ref	Expression
circtopn	⊢ (𝐽 qTop 𝐹) = (TopOpen‘(𝐹 “s ℝfld))

Distinct variable group:   𝑥,𝐶

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝐼(𝑥)   𝐽(𝑥)

Proof of Theorem circtopn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pwuni 4903	. . 3 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) ⊆ 𝒫 ∪ (𝐽 qTop 𝐹)
2		circtopn.j	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (topGen‘ran (,))
3		retop 24717	. . . . . 6 ⊢ (topGen‘ran (,)) ∈ Top
4	2, 3	eqeltri 2833	. . . . 5 ⊢ 𝐽 ∈ Top
5		circtopn.f	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (exp‘(i · 𝑥)))
6		circtopn.c	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = (◡abs “ {1})
7	5, 6	efifo 26524	. . . . 5 ⊢ 𝐹:ℝ–onto→𝐶
8		uniretop 24718	. . . . . . 7 ⊢ ℝ = ∪ (topGen‘ran (,))
9	2	unieqi 4877	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ (topGen‘ran (,))
10	8, 9	eqtr4i 2763	. . . . . 6 ⊢ ℝ = ∪ 𝐽
11	10	qtopuni 23658	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐹:ℝ–onto→𝐶) → 𝐶 = ∪ (𝐽 qTop 𝐹))
12	4, 7, 11	mp2an 693	. . . 4 ⊢ 𝐶 = ∪ (𝐽 qTop 𝐹)
13	12	pweqi 4572	. . 3 ⊢ 𝒫 𝐶 = 𝒫 ∪ (𝐽 qTop 𝐹)
14	1, 13	sseqtrri 3985	. 2 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) ⊆ 𝒫 𝐶
15		eqidd 2738	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝐹 “s ℝfld) = (𝐹 “s ℝfld))
16		rebase 21573	. . . . . 6 ⊢ ℝ = (Base‘ℝfld)
17	16	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℝ = (Base‘ℝfld))
18	7	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐹:ℝ–onto→𝐶)
19		recms 25348	. . . . . 6 ⊢ ℝfld ∈ CMetSp
20	19	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℝfld ∈ CMetSp)
21	15, 17, 18, 20	imasbas 17445	. . . 4 ⊢ (⊤ → 𝐶 = (Base‘(𝐹 “s ℝfld)))
22	21	mptru 1549	. . 3 ⊢ 𝐶 = (Base‘(𝐹 “s ℝfld))
23		retopn 25347	. . . . . . 7 ⊢ (topGen‘ran (,)) = (TopOpen‘ℝfld)
24	2, 23	eqtri 2760	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℝfld)
25		eqid 2737	. . . . . 6 ⊢ (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld))
26	15, 17, 18, 20, 24, 25	imastset 17455	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (𝐽 qTop 𝐹))
27	26	mptru 1549	. . . 4 ⊢ (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (𝐽 qTop 𝐹)
28	27	eqcomi 2746	. . 3 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) = (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld))
29	22, 28	topnid 17367	. 2 ⊢ ((𝐽 qTop 𝐹) ⊆ 𝒫 𝐶 → (𝐽 qTop 𝐹) = (TopOpen‘(𝐹 “s ℝfld)))
30	14, 29	ax-mp 5	1 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) = (TopOpen‘(𝐹 “s ℝfld))

Syntax hints:   = wceq 1542  ⊤wtru 1543   ∈ wcel 2114   ⊆ wss 3903  𝒫 cpw 4556  {csn 4582  ∪ cuni 4865   ↦ cmpt 5181  ^◡ccnv 5631  ran crn 5633   “ cima 5635  –onto→wfo 6498  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  ℝcr 11037  0cc0 11038  1c1 11039  ici 11040   · cmul 11043  2c2 12212  (,)cioo 13273  [,]cicc 13276  abscabs 15169  expce 15996  πcpi 16001  Basecbs 17148  TopSetcts 17195  TopOpenctopn 17353  topGenctg 17369   qTop cqtop 17436   “_s cimas 17437  ℝ_fldcrefld 21571  Topctop 22849  CMetSpccms 25300

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  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  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-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  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-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  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-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  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-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-fi 9326  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12918  df-xneg 13038  df-xadd 13039  df-xmul 13040  df-ioo 13277  df-ioc 13278  df-ico 13279  df-icc 13280  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-fl 13724  df-mod 13802  df-seq 13937  df-exp 13997  df-fac 14209  df-bc 14238  df-hash 14266  df-shft 15002  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-abs 15171  df-limsup 15406  df-clim 15423  df-rlim 15424  df-sum 15622  df-ef 16002  df-sin 16004  df-cos 16005  df-pi 16007  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-rest 17354  df-topn 17355  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-topgen 17375  df-pt 17376  df-prds 17379  df-xrs 17435  df-qtop 17440  df-imas 17441  df-xps 17443  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-submnd 18721  df-mulg 19010  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-psmet 21313  df-xmet 21314  df-met 21315  df-bl 21316  df-mopn 21317  df-fbas 21318  df-fg 21319  df-cnfld 21322  df-refld 21572  df-top 22850  df-topon 22867  df-topsp 22889  df-bases 22902  df-cld 22975  df-ntr 22976  df-cls 22977  df-nei 23054  df-lp 23092  df-perf 23093  df-cn 23183  df-cnp 23184  df-haus 23271  df-cmp 23343  df-tx 23518  df-hmeo 23711  df-fil 23802  df-fm 23894  df-flim 23895  df-flf 23896  df-fcls 23897  df-xms 24276  df-ms 24277  df-tms 24278  df-cncf 24839  df-cfil 25223  df-cmet 25225  df-cms 25303  df-limc 25835  df-dv 25836

This theorem is referenced by: (None)