Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cmpfiiin Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cmpfiiin 39635
Description: In a compact topology, a system of closed sets with nonempty finite intersections has a nonempty intersection. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
cmpfiiin.x 𝑋 = 𝐽
cmpfiiin.j (𝜑𝐽 ∈ Comp)
cmpfiiin.s ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
cmpfiiin.z ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → (𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅)
Assertion
Ref Expression
cmpfiiin (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) ≠ ∅)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑘,𝑙   𝑘,𝐼,𝑙   𝑘,𝐽,𝑙   𝑆,𝑙   𝑘,𝑋,𝑙
Allowed substitution hint:   𝑆(𝑘)

Proof of Theorem cmpfiiin
StepHypRef Expression
1 cmpfiiin.j . . . . 5 (𝜑𝐽 ∈ Comp)
2 cmptop 22004 . . . . 5 (𝐽 ∈ Comp → 𝐽 ∈ Top)
31, 2syl 17 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ Top)
4 cmpfiiin.x . . . . 5 𝑋 = 𝐽
54topcld 21644 . . . 4 (𝐽 ∈ Top → 𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
63, 5syl 17 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
7 cmpfiiin.s . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
84cldss 21638 . . . . 5 (𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝑆𝑋)
97, 8syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆𝑋)
109ralrimiva 3152 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋)
11 riinint 5808 . . 3 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
126, 10, 11syl2anc 587 . 2 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
136snssd 4705 . . . 4 (𝜑 → {𝑋} ⊆ (Clsd‘𝐽))
147fmpttd 6860 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐼𝑆):𝐼⟶(Clsd‘𝐽))
1514frnd 6498 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑘𝐼𝑆) ⊆ (Clsd‘𝐽))
1613, 15unssd 4116 . . 3 (𝜑 → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽))
17 elin 3900 . . . . . . 7 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) ↔ (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin))
18 elpwi 4509 . . . . . . . 8 (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙𝐼)
1918anim1i 617 . . . . . . 7 ((𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
2017, 19sylbi 220 . . . . . 6 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
21 cmpfiiin.z . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → (𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅)
22 nesym 3046 . . . . . . 7 ((𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅ ↔ ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2321, 22sylib 221 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2420, 23sylan2 595 . . . . 5 ((𝜑𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2524nrexdv 3232 . . . 4 (𝜑 → ¬ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
26 elrfirn2 39634 . . . . 5 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
276, 10, 26syl2anc 587 . . . 4 (𝜑 → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
2825, 27mtbird 328 . . 3 (𝜑 → ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))))
29 cmpfii 22018 . . 3 ((𝐽 ∈ Comp ∧ ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))) → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
301, 16, 28, 29syl3anc 1368 . 2 (𝜑 ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
3112, 30eqnetrd 3057 1 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) ≠ ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  wral 3109  wrex 3110  cun 3882  cin 3883  wss 3884  c0 4246  𝒫 cpw 4500  {csn 4528   cuni 4803   cint 4841   ciin 4885  cmpt 5113  ran crn 5524  cfv 6328  Fincfn 8496  ficfi 8862  Topctop 21502  Clsdccld 21625  Compccmp 21995
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-iin 4887  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-fi 8863  df-top 21503  df-cld 21628  df-cmp 21996
This theorem is referenced by:  kelac1  40004
  Copyright terms: Public domain W3C validator