Theorem fiinopn 23127

Description: The intersection of a nonempty finite family of open sets is open. (Contributed by FL, 20-Apr-2012.)

Assertion

Ref	Expression
fiinopn	⊢ (𝐽 ∈ Top → ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))

Proof of Theorem fiinopn

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elpwg 4563	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 ↔ 𝐴 ⊆ 𝐽))
2		sseq1 3959	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ⊆ 𝐽 ↔ 𝐴 ⊆ 𝐽))
3		neeq1 3019	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ≠ ∅ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
4		eleq1 2850	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ∈ Fin ↔ 𝐴 ∈ Fin))
5	2, 3, 4	3anbi123d 1464	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) ↔ (𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin)))
6		inteq 4913	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ∩ 𝑥 = ∩ 𝐴)
7	6	eleq1d 2847	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (∩ 𝑥 ∈ 𝐽 ↔ ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))
8	7	imbi2d 343	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝐽 ∈ Top → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽) ↔ (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))
9	5, 8	imbi12d 347	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽)) ↔ ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))))
10		sp 2221	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽) → ((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽))
11	10	adantl 487	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((∀𝑥(𝑥 ⊆ 𝐽 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐽) ∧ ∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽)) → ((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽))
12		istop2g 23122	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝐽 ∈ Top ↔ (∀𝑥(𝑥 ⊆ 𝐽 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐽) ∧ ∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽))))
13	12	ibi 270	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (∀𝑥(𝑥 ⊆ 𝐽 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐽) ∧ ∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽)))
14	11, 13	syl11 34	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ⊆ 𝐽 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝑥 ∈ 𝐽))
15	9, 14	vtoclg 3520	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 → ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))
16	15	com12 33	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))
17	16	3exp 1137	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))))
18	17	com3r 88	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))))
19	18	com4r 95	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 𝐽 → (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))))
20	1, 19	biimtrrdi 257	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))))))
21	20	pm2.43a 55	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))))
22	21	com4l 93	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐴 ∈ Fin → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽)))))
23	22	pm2.43i 53	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐽 → (𝐴 ≠ ∅ → (𝐴 ∈ Fin → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))))
24	23	3imp 1128	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐽 ∈ Top → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))
25	24	com12 33	1 ⊢ (𝐽 ∈ Top → ((𝐴 ⊆ 𝐽 ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∩ 𝐴 ∈ 𝐽))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103  ∀wal 1568   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2957   ⊆ wss 3902  ∅c0 4282  𝒫 cpw 4560  ∪ cuni 4870  ∩ cint 4910  Fincfn 8955  Topctop 23119

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pr 5402  ax-un 7739

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-br 5108  df-opab 5172  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-om 7866  df-1o 8458  df-2o 8459  df-en 8956  df-fin 8959  df-top 23120

This theorem is used by:  iinopn  23128  hauscmplem  23632  1stcfb  23671  txtube  23867