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Theorem en2top 22487
Description: If a topology has two elements, it is the indiscrete topology. (Contributed by FL, 11-Aug-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
en2top (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ (𝐽 β‰ˆ 2o ↔ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)))

Proof of Theorem en2top
Dummy variable π‘₯ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 485 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ 𝐽 β‰ˆ 2o)
2 toponss 22428 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ π‘₯ βŠ† 𝑋)
32ad2ant2rl 747 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ (𝑋 = βˆ… ∧ π‘₯ ∈ 𝐽)) β†’ π‘₯ βŠ† 𝑋)
4 simprl 769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ (𝑋 = βˆ… ∧ π‘₯ ∈ 𝐽)) β†’ 𝑋 = βˆ…)
5 sseq0 4399 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((π‘₯ βŠ† 𝑋 ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ π‘₯ = βˆ…)
63, 4, 5syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ (𝑋 = βˆ… ∧ π‘₯ ∈ 𝐽)) β†’ π‘₯ = βˆ…)
7 velsn 4644 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘₯ ∈ {βˆ…} ↔ π‘₯ = βˆ…)
86, 7sylibr 233 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ (𝑋 = βˆ… ∧ π‘₯ ∈ 𝐽)) β†’ π‘₯ ∈ {βˆ…})
98expr 457 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐽 β†’ π‘₯ ∈ {βˆ…}))
109ssrdv 3988 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ 𝐽 βŠ† {βˆ…})
11 topontop 22414 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ 𝐽 ∈ Top)
12 0opn 22405 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐽 ∈ Top β†’ βˆ… ∈ 𝐽)
1311, 12syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ βˆ… ∈ 𝐽)
1413ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ βˆ… ∈ 𝐽)
1514snssd 4812 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ {βˆ…} βŠ† 𝐽)
1610, 15eqssd 3999 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ 𝐽 = {βˆ…})
17 0ex 5307 . . . . . . . . . . . . 13 βˆ… ∈ V
1817ensn1 9016 . . . . . . . . . . . 12 {βˆ…} β‰ˆ 1o
1916, 18eqbrtrdi 5187 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ 𝐽 β‰ˆ 1o)
2019olcd 872 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ (𝐽 = βˆ… ∨ 𝐽 β‰ˆ 1o))
21 sdom2en01 10296 . . . . . . . . . 10 (𝐽 β‰Ί 2o ↔ (𝐽 = βˆ… ∨ 𝐽 β‰ˆ 1o))
2220, 21sylibr 233 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ 𝐽 β‰Ί 2o)
23 sdomnen 8976 . . . . . . . . 9 (𝐽 β‰Ί 2o β†’ Β¬ 𝐽 β‰ˆ 2o)
2422, 23syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) ∧ 𝑋 = βˆ…) β†’ Β¬ 𝐽 β‰ˆ 2o)
2524ex 413 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ (𝑋 = βˆ… β†’ Β¬ 𝐽 β‰ˆ 2o))
2625necon2ad 2955 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ (𝐽 β‰ˆ 2o β†’ 𝑋 β‰  βˆ…))
271, 26mpd 15 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
2827necomd 2996 . . . 4 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ βˆ… β‰  𝑋)
2913adantr 481 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ βˆ… ∈ 𝐽)
30 toponmax 22427 . . . . . 6 (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ 𝑋 ∈ 𝐽)
3130adantr 481 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ 𝑋 ∈ 𝐽)
32 en2eqpr 10001 . . . . 5 ((𝐽 β‰ˆ 2o ∧ βˆ… ∈ 𝐽 ∧ 𝑋 ∈ 𝐽) β†’ (βˆ… β‰  𝑋 β†’ 𝐽 = {βˆ…, 𝑋}))
331, 29, 31, 32syl3anc 1371 . . . 4 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ (βˆ… β‰  𝑋 β†’ 𝐽 = {βˆ…, 𝑋}))
3428, 33mpd 15 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ 𝐽 = {βˆ…, 𝑋})
3534, 27jca 512 . 2 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐽 β‰ˆ 2o) β†’ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…))
36 simprl 769 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)) β†’ 𝐽 = {βˆ…, 𝑋})
37 simprr 771 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)) β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
3837necomd 2996 . . . 4 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)) β†’ βˆ… β‰  𝑋)
39 enpr2 9996 . . . 4 ((βˆ… ∈ V ∧ 𝑋 ∈ 𝐽 ∧ βˆ… β‰  𝑋) β†’ {βˆ…, 𝑋} β‰ˆ 2o)
4017, 30, 38, 39mp3an2ani 1468 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)) β†’ {βˆ…, 𝑋} β‰ˆ 2o)
4136, 40eqbrtrd 5170 . 2 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)) β†’ 𝐽 β‰ˆ 2o)
4235, 41impbida 799 1 (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ (𝐽 β‰ˆ 2o ↔ (𝐽 = {βˆ…, 𝑋} ∧ 𝑋 β‰  βˆ…)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  Vcvv 3474   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  {csn 4628  {cpr 4630   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6543  1oc1o 8458  2oc2o 8459   β‰ˆ cen 8935   β‰Ί csdm 8937  Topctop 22394  TopOnctopon 22411
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  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-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  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-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-om 7855  df-1o 8465  df-2o 8466  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-card 9933  df-top 22395  df-topon 22412
This theorem is referenced by:  hmphindis  23300
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