Theorem clsndisj 22571

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 22555	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝑆) ⊆ 𝑋)
5	4	sseld 3981	. . . 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 22569	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
9	8	biimpa 478	. . 3 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
10	1, 2, 6, 7, 9	syl31anc 1374	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑃 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
11		eleq2 2823	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑃 ∈ 𝑥 ↔ 𝑃 ∈ 𝑈))
12		ineq1 4205	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → (𝑥 ∩ 𝑆) = (𝑈 ∩ 𝑆))
13	12	neeq1d 3001	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅ ↔ (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅))
14	11, 13	imbi12d 345	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑈 → ((𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) ↔ (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
15	14	rspccv 3610	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∩ 𝑆) ≠ ∅) → (𝑈 ∈ 𝐽 → (𝑃 ∈ 𝑈 → (𝑈 ∩ 𝑆) ≠ ∅)))
16	15	imp32 420	. 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 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  ∀wral 3062   ∩ cin 3947   ⊆ wss 3948  ∅c0 4322  ∪ cuni 4908  ‘cfv 6541  Topctop 22387  clsccl 22514

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-top 22388  df-cld 22515  df-ntr 22516  df-cls 22517

This theorem is referenced by:  neindisj  22613  clsconn  22926  txcls  23100  ptclsg  23111  flimsncls  23482  hauspwpwf1  23483  met2ndci  24023  metdseq0  24362  heibor1lem  36666