Theorem clsndisj 23023

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 1137	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝐽 ∈ Top)
2		simp2 1138	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑆 ⊆ 𝑋)
3		clscld.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
4	3	clsss3 23007	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝑆) ⊆ 𝑋)
5	4	sseld 3933	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆) → 𝑃 ∈ 𝑋))
6	5	3impia 1118	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑃 ∈ 𝑋)
7		simp3 1139	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆))
8	3	elcls 23021	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
9	8	biimpa 476	. . 3 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
10	1, 2, 6, 7, 9	syl31anc 1376	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
11		eleq2 2826	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑃 ∈ 𝑥 ↔ 𝑃 ∈ 𝑈))
12		ineq1 4166	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑥 ∩ 𝑆) = (𝑈 ∩ 𝑆))
13	12	neeq1d 2992	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅ ↔ (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
14	11, 13	imbi12d 344	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) ↔ (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
15	14	rspccv 3574	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) → (𝑈 ∈ 𝐽 → (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
16	15	imp32 418	. 2 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) ∧ (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈)) → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)
17	10, 16	sylan 581	1 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) ∧ (𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈)) → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052   ∩ cin 3901   ⊆ wss 3902  ∅c0 4286  ∪ cuni 4864  ‘cfv 6493  Topctop 22841  clsccl 22966

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 5225  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682

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 3062  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4904  df-iun 4949  df-iin 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-id 5520  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-top 22842  df-cld 22967  df-ntr 22968  df-cls 22969

This theorem is referenced by:  neindisj  23065  clsconn  23378  txcls  23552  ptclsg  23563  flimsncls  23934  hauspwpwf1  23935  met2ndci  24470  metdseq0  24803  heibor1lem  37981