MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  connsub Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem connsub 23430
Description: Two equivalent ways of saying that a subspace topology is connected. (Contributed by Jeff Hankins, 9-Jul-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 10-Mar-2015.)
Assertion
Ref Expression
connsub ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → ((𝐽t 𝑆) ∈ Conn ↔ ∀𝑥𝐽𝑦𝐽 (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)) → ¬ 𝑆 ⊆ (𝑥𝑦))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐽   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦

Proof of Theorem connsub
StepHypRef Expression
1 connsuba 23429 . 2 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → ((𝐽t 𝑆) ∈ Conn ↔ ∀𝑥𝐽𝑦𝐽 (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅) → ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) ≠ 𝑆)))
2 inss1 4236 . . . . . . 7 (𝑥𝑦) ⊆ 𝑥
3 toponss 22934 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑥𝐽) → 𝑥𝑋)
43ad2ant2r 747 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → 𝑥𝑋)
52, 4sstrid 3994 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (𝑥𝑦) ⊆ 𝑋)
6 reldisj 4452 . . . . . 6 ((𝑥𝑦) ⊆ 𝑋 → (((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅ ↔ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)))
75, 6syl 17 . . . . 5 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅ ↔ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)))
873anbi3d 1443 . . . 4 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅) ↔ ((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆))))
9 sseqin2 4222 . . . . . . 7 (𝑆 ⊆ (𝑥𝑦) ↔ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = 𝑆)
109a1i 11 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (𝑆 ⊆ (𝑥𝑦) ↔ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = 𝑆))
1110bicomd 223 . . . . 5 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = 𝑆𝑆 ⊆ (𝑥𝑦)))
1211necon3abid 2976 . . . 4 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → (((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) ≠ 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ⊆ (𝑥𝑦)))
138, 12imbi12d 344 . . 3 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) ∧ (𝑥𝐽𝑦𝐽)) → ((((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅) → ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) ≠ 𝑆) ↔ (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)) → ¬ 𝑆 ⊆ (𝑥𝑦))))
14132ralbidva 3218 . 2 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → (∀𝑥𝐽𝑦𝐽 (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) = ∅) → ((𝑥𝑦) ∩ 𝑆) ≠ 𝑆) ↔ ∀𝑥𝐽𝑦𝐽 (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)) → ¬ 𝑆 ⊆ (𝑥𝑦))))
151, 14bitrd 279 1 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝑆𝑋) → ((𝐽t 𝑆) ∈ Conn ↔ ∀𝑥𝐽𝑦𝐽 (((𝑥𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑦𝑆) ≠ ∅ ∧ (𝑥𝑦) ⊆ (𝑋𝑆)) → ¬ 𝑆 ⊆ (𝑥𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1539  wcel 2107  wne 2939  wral 3060  cdif 3947  cun 3948  cin 3949  wss 3950  c0 4332  cfv 6560  (class class class)co 7432  t crest 17466  TopOnctopon 22917  Conncconn 23420
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2707  ax-rep 5278  ax-sep 5295  ax-nul 5305  ax-pow 5364  ax-pr 5431  ax-un 7756
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2815  df-nfc 2891  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3380  df-rab 3436  df-v 3481  df-sbc 3788  df-csb 3899  df-dif 3953  df-un 3955  df-in 3957  df-ss 3967  df-pss 3970  df-nul 4333  df-if 4525  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4907  df-int 4946  df-iun 4992  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5577  df-eprel 5583  df-po 5591  df-so 5592  df-fr 5636  df-we 5638  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6513  df-fun 6562  df-fn 6563  df-f 6564  df-f1 6565  df-fo 6566  df-f1o 6567  df-fv 6568  df-ov 7435  df-oprab 7436  df-mpo 7437  df-om 7889  df-1st 8015  df-2nd 8016  df-en 8987  df-fin 8990  df-fi 9452  df-rest 17468  df-topgen 17489  df-top 22901  df-topon 22918  df-bases 22954  df-cld 23028  df-conn 23421
This theorem is referenced by:  iunconn  23437  clsconn  23439  reconn  24851  iunconnlem2  44960
  Copyright terms: Public domain W3C validator