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 42685
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 23419 . . . . 5 (𝐽 ∈ Comp → 𝐽 ∈ Top)
31, 2syl 17 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ Top)
4 cmpfiiin.x . . . . 5 𝑋 = 𝐽
54topcld 23059 . . . 4 (𝐽 ∈ Top → 𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
63, 5syl 17 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
7 cmpfiiin.s . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
84cldss 23053 . . . . 5 (𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝑆𝑋)
97, 8syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆𝑋)
109ralrimiva 3144 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋)
11 riinint 5985 . . 3 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
126, 10, 11syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
136snssd 4814 . . . 4 (𝜑 → {𝑋} ⊆ (Clsd‘𝐽))
147fmpttd 7135 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐼𝑆):𝐼⟶(Clsd‘𝐽))
1514frnd 6745 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑘𝐼𝑆) ⊆ (Clsd‘𝐽))
1613, 15unssd 4202 . . 3 (𝜑 → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽))
17 elin 3979 . . . . . . 7 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) ↔ (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin))
18 elpwi 4612 . . . . . . . 8 (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙𝐼)
1918anim1i 615 . . . . . . 7 ((𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
2017, 19sylbi 217 . . . . . 6 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
21 cmpfiiin.z . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → (𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅)
22 nesym 2995 . . . . . . 7 ((𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅ ↔ ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2321, 22sylib 218 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2420, 23sylan2 593 . . . . 5 ((𝜑𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2524nrexdv 3147 . . . 4 (𝜑 → ¬ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
26 elrfirn2 42684 . . . . 5 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
276, 10, 26syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
2825, 27mtbird 325 . . 3 (𝜑 → ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))))
29 cmpfii 23433 . . 3 ((𝐽 ∈ Comp ∧ ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))) → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
301, 16, 28, 29syl3anc 1370 . 2 (𝜑 ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
3112, 30eqnetrd 3006 1 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) ≠ ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  wrex 3068  cun 3961  cin 3962  wss 3963  c0 4339  𝒫 cpw 4605  {csn 4631   cuni 4912   cint 4951   ciin 4997  cmpt 5231  ran crn 5690  cfv 6563  Fincfn 8984  ficfi 9448  Topctop 22915  Clsdccld 23040  Compccmp 23410
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-om 7888  df-1o 8505  df-en 8985  df-dom 8986  df-fin 8988  df-fi 9449  df-top 22916  df-cld 23043  df-cmp 23411
This theorem is referenced by:  kelac1  43052
  Copyright terms: Public domain W3C validator