Theorem clsndisj 23355

Description: Any open set containing a point that belongs to the closure of a subset intersects the subset. One direction of Theorem 6.5(a) of [Munkres] p. 95. (Contributed by NM, 26-Feb-2007.)

Hypothesis

Ref	Expression
clscld.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
clsndisj	⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) ∧ (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈)) → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)

Proof of Theorem clsndisj

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1154	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝐽 ∈ Top)
2		simp2 1155	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑆 ⊆ 𝑋)
3		clscld.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
4	3	clsss3 23339	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝑆) ⊆ 𝑋)
5	4	sseld 3929	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆) → 𝑃 ∈ 𝑋))
6	5	3impia 1135	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑃 ∈ 𝑋)
7		simp3 1156	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆))
8	3	elcls 23353	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
9	8	biimpa 482	. . 3 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
10	1, 2, 6, 7, 9	syl31anc 1400	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
11		eleq2 2849	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑃 ∈ 𝑥 ↔ 𝑃 ∈ 𝑈))
12		ineq1 4158	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑥 ∩ 𝑆) = (𝑈 ∩ 𝑆))
13	12	neeq1d 3014	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅ ↔ (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
14	11, 13	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) ↔ (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
15	14	rspccv 3573	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) → (𝑈 ∈ 𝐽 → (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
16	15	imp32 424	. 2 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) ∧ (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈)) → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)
17	10, 16	sylan 592	1 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) ∧ (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈)) → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∀wral 3076   ∩ cin 3897   ⊆ wss 3898  ∅c0 4278  ∪ cuni 4866  ‘cfv 6527  Topctop 23173  clsccl 23298

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 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  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-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5542  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-top 23174  df-cld 23299  df-ntr 23300  df-cls 23301

This theorem is used by:  neindisj  23397  clsconn  23710  txcls  23885  ptclsg  23896  flimsncls  24267  hauspwpwf1  24268  met2ndci  24803  metdseq0  25136  heibor1lem  38663