Theorem circtopn 34095

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 24801	. . . . . 6 ⊢ (topGen‘ran (,)) ∈ Top
4	2, 3	eqeltri 2857	. . . . 5 ⊢ 𝐽 ∈ Top
5		circtopn.f	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (exp‘(i · 𝑥)))
6		circtopn.c	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = (◡abs “ {1})
7	5, 6	efifo 26589	. . . . 5 ⊢ 𝐹:ℝ–onto→𝐶
8		uniretop 24802	. . . . . . 7 ⊢ ℝ = ∪ (topGen‘ran (,))
9	2	unieqi 4876	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ (topGen‘ran (,))
10	8, 9	eqtr4i 2787	. . . . . 6 ⊢ ℝ = ∪ 𝐽
11	10	qtopuni 23742	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐹:ℝ–onto→𝐶) → 𝐶 = ∪ (𝐽 qTop 𝐹))
12	4, 7, 11	mp2an 702	. . . 4 ⊢ 𝐶 = ∪ (𝐽 qTop 𝐹)
13	12	pweqi 4570	. . 3 ⊢ 𝒫 𝐶 = 𝒫 ∪ (𝐽 qTop 𝐹)
14	1, 13	sseqtrri 3985	. 2 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) ⊆ 𝒫 𝐶
15		eqidd 2762	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝐹 “s ℝfld) = (𝐹 “s ℝfld))
16		rebase 21638	. . . . . 6 ⊢ ℝ = (Base‘ℝfld)
17	16	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℝ = (Base‘ℝfld))
18	7	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐹:ℝ–onto→𝐶)
19		recms 25422	. . . . . 6 ⊢ ℝfld ∈ CMetSp
20	19	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → ℝfld ∈ CMetSp)
21	15, 17, 18, 20	imasbas 17525	. . . 4 ⊢ (⊤ → 𝐶 = (Base‘(𝐹 “s ℝfld)))
22	21	mptru 1566	. . 3 ⊢ 𝐶 = (Base‘(𝐹 “s ℝfld))
23		retopn 25421	. . . . . . 7 ⊢ (topGen‘ran (,)) = (TopOpen‘ℝfld)
24	2, 23	eqtri 2784	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘ℝfld)
25		eqid 2761	. . . . . 6 ⊢ (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld))
26	15, 17, 18, 20, 24, 25	imastset 17535	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (𝐽 qTop 𝐹))
27	26	mptru 1566	. . . 4 ⊢ (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld)) = (𝐽 qTop 𝐹)
28	27	eqcomi 2770	. . 3 ⊢ (𝐽 qTop 𝐹) = (TopSet‘(𝐹 “s ℝfld))
29	22, 28	topnid 17447	. 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 1559  ⊤wtru 1560   ∈ wcel 2141   ⊆ wss 3904  𝒫 cpw 4554  {csn 4581  ∪ cuni 4864   ↦ cmpt 5180  ^◡ccnv 5644  ran crn 5646   “ cima 5648  –onto→wfo 6515  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  ℝcr 11069  0cc0 11070  1c1 11071  ici 11072   · cmul 11075  2c2 12269  (,)cioo 13346  [,]cicc 13349  abscabs 15244  expce 16074  πcpi 16079  Basecbs 17228  TopSetcts 17275  TopOpenctopn 17433  topGenctg 17449   qTop cqtop 17516   “_s cimas 17517  ℝ_fldcrefld 21636  Topctop 22933  CMetSpccms 25374

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-inf2 9593  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148  ax-addf 11149

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-fi 9354  df-sup 9385  df-inf 9386  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12479  df-z 12566  df-dec 12686  df-uz 12837  df-q 12947  df-rp 12991  df-xneg 13111  df-xadd 13112  df-xmul 13113  df-ioo 13350  df-ioc 13351  df-ico 13352  df-icc 13353  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-fl 13799  df-mod 13877  df-seq 14012  df-exp 14072  df-fac 14284  df-bc 14313  df-hash 14341  df-shft 15077  df-cj 15109  df-re 15110  df-im 15111  df-sqrt 15245  df-abs 15246  df-limsup 15481  df-clim 15498  df-rlim 15499  df-sum 15697  df-ef 16080  df-sin 16082  df-cos 16083  df-pi 16085  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-starv 17284  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-unif 17292  df-hom 17293  df-cco 17294  df-rest 17434  df-topn 17435  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-topgen 17455  df-pt 17456  df-prds 17459  df-xrs 17515  df-qtop 17520  df-imas 17521  df-xps 17523  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-submnd 18801  df-mulg 19093  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-psmet 21396  df-xmet 21397  df-met 21398  df-bl 21399  df-mopn 21400  df-fbas 21401  df-fg 21402  df-cnfld 21405  df-refld 21637  df-top 22934  df-topon 22951  df-topsp 22973  df-bases 22986  df-cld 23059  df-ntr 23060  df-cls 23061  df-nei 23138  df-lp 23176  df-perf 23177  df-cn 23267  df-cnp 23268  df-haus 23355  df-cmp 23427  df-tx 23602  df-hmeo 23795  df-fil 23886  df-fm 23978  df-flim 23979  df-flf 23980  df-fcls 23981  df-xms 24360  df-ms 24361  df-tms 24362  df-cncf 24920  df-cfil 25297  df-cmet 25299  df-cms 25377  df-limc 25908  df-dv 25909

This theorem is referenced by: (None)