Theorem hausmapdom 21827

Description: If 𝑋 is a first-countable Hausdorff space, then the cardinality of the closure of a set 𝐴 is bounded by ℕ to the power 𝐴. In particular, a first-countable Hausdorff space with a dense subset 𝐴 has cardinality at most 𝐴↑ℕ, and a separable first-countable Hausdorff space has cardinality at most 𝒫 ℕ. (Compare hauspwpwdom 22315 to see a weaker result if the assumption of first-countability is omitted.) (Contributed by Mario Carneiro, 9-Apr-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
hauspwdom.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
hausmapdom	⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝐴) ≼ (𝐴 ↑𝑚 ℕ))

Proof of Theorem hausmapdom

Dummy variables 𝑥 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hauspwdom.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
2	1	1stcelcls 21788	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝐴 ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)))
3	2	3adant1 1111	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝐴 ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)))
4		uniexg 7283	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐽 ∈ Haus → ∪ 𝐽 ∈ V)
5	4	3ad2ant1 1114	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ∪ 𝐽 ∈ V)
6	1, 5	syl5eqel 2863	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝑋 ∈ V)
7		simp3 1119	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐴 ⊆ 𝑋)
8	6, 7	ssexd 5080	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → 𝐴 ∈ V)
9		nnex 11444	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ ∈ V
10		elmapg 8217	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ V ∧ ℕ ∈ V) → (𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ↔ 𝑓:ℕ⟶𝐴))
11	8, 9, 10	sylancl 578	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ↔ 𝑓:ℕ⟶𝐴))
12	11	anbi1d 621	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥) ↔ (𝑓:ℕ⟶𝐴 ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)))
13	12	exbidv 1881	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (∃𝑓(𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥) ↔ ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝐴 ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)))
14	3, 13	bitr4d 274	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∃𝑓(𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)))
15		df-rex 3087	. . . . 5 ⊢ (∃𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥 ↔ ∃𝑓(𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥))
16	14, 15	syl6bbr 281	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ ∃𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥))
17		vex 3411	. . . . 5 ⊢ 𝑥 ∈ V
18	17	elima 5772	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ((⇝𝑡‘𝐽) “ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)) ↔ ∃𝑓 ∈ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)𝑓(⇝𝑡‘𝐽)𝑥)
19	16, 18	syl6bbr 281	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ ((⇝𝑡‘𝐽) “ (𝐴 ↑𝑚 ℕ))))
20	19	eqrdv 2769	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = ((⇝𝑡‘𝐽) “ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)))
21		ovex 7006	. . 3 ⊢ (𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∈ V
22		lmfun 21708	. . . 4 ⊢ (𝐽 ∈ Haus → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
23	22	3ad2ant1 1114	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → Fun (⇝𝑡‘𝐽))
24		imadomg 9752	. . 3 ⊢ ((𝐴 ↑𝑚 ℕ) ∈ V → (Fun (⇝𝑡‘𝐽) → ((⇝𝑡‘𝐽) “ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)) ≼ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)))
25	21, 23, 24	mpsyl 68	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((⇝𝑡‘𝐽) “ (𝐴 ↑𝑚 ℕ)) ≼ (𝐴 ↑𝑚 ℕ))
26	20, 25	eqbrtrd 4947	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Haus ∧ 𝐽 ∈ 1st𝜔 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋) → ((cls‘𝐽)‘𝐴) ≼ (𝐴 ↑𝑚 ℕ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   ∧ w3a 1069   = wceq 1508  ∃wex 1743   ∈ wcel 2051  ∃wrex 3082  Vcvv 3408   ⊆ wss 3822  ∪ cuni 4708   class class class wbr 4925   “ cima 5406  Fun wfun 6179  ⟶wf 6181  ‘cfv 6185  (class class class)co 6974   ↑_𝑚 cmap 8204   ≼ cdom 8302  ℕcn 11437  clsccl 21345  ⇝_𝑡clm 21553  Hauscha 21635  1^st𝜔c1stc 21764

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1759  ax-4 1773  ax-5 1870  ax-6 1929  ax-7 1966  ax-8 2053  ax-9 2060  ax-10 2080  ax-11 2094  ax-12 2107  ax-13 2302  ax-ext 2743  ax-rep 5045  ax-sep 5056  ax-nul 5063  ax-pow 5115  ax-pr 5182  ax-un 7277  ax-inf2 8896  ax-cc 9653  ax-ac2 9681  ax-cnex 10389  ax-resscn 10390  ax-1cn 10391  ax-icn 10392  ax-addcl 10393  ax-addrcl 10394  ax-mulcl 10395  ax-mulrcl 10396  ax-mulcom 10397  ax-addass 10398  ax-mulass 10399  ax-distr 10400  ax-i2m1 10401  ax-1ne0 10402  ax-1rid 10403  ax-rnegex 10404  ax-rrecex 10405  ax-cnre 10406  ax-pre-lttri 10407  ax-pre-lttrn 10408  ax-pre-ltadd 10409  ax-pre-mulgt0 10410

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 835  df-3or 1070  df-3an 1071  df-tru 1511  df-ex 1744  df-nf 1748  df-sb 2017  df-mo 2548  df-eu 2585  df-clab 2752  df-cleq 2764  df-clel 2839  df-nfc 2911  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3086  df-rex 3087  df-reu 3088  df-rmo 3089  df-rab 3090  df-v 3410  df-sbc 3675  df-csb 3780  df-dif 3825  df-un 3827  df-in 3829  df-ss 3836  df-pss 3838  df-nul 4173  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-tp 4440  df-op 4442  df-uni 4709  df-int 4746  df-iun 4790  df-iin 4791  df-br 4926  df-opab 4988  df-mpt 5005  df-tr 5027  df-id 5308  df-eprel 5313  df-po 5322  df-so 5323  df-fr 5362  df-se 5363  df-we 5364  df-xp 5409  df-rel 5410  df-cnv 5411  df-co 5412  df-dm 5413  df-rn 5414  df-res 5415  df-ima 5416  df-pred 5983  df-ord 6029  df-on 6030  df-lim 6031  df-suc 6032  df-iota 6149  df-fun 6187  df-fn 6188  df-f 6189  df-f1 6190  df-fo 6191  df-f1o 6192  df-fv 6193  df-isom 6194  df-riota 6935  df-ov 6977  df-oprab 6978  df-mpo 6979  df-om 7395  df-1st 7499  df-2nd 7500  df-wrecs 7748  df-recs 7810  df-rdg 7848  df-1o 7903  df-oadd 7907  df-er 8087  df-map 8206  df-pm 8207  df-en 8305  df-dom 8306  df-sdom 8307  df-fin 8308  df-card 9160  df-acn 9163  df-ac 9334  df-pnf 10474  df-mnf 10475  df-xr 10476  df-ltxr 10477  df-le 10478  df-sub 10670  df-neg 10671  df-nn 11438  df-n0 11706  df-z 11792  df-uz 12057  df-fz 12707  df-top 21221  df-topon 21238  df-cld 21346  df-ntr 21347  df-cls 21348  df-lm 21556  df-haus 21642  df-1stc 21766

This theorem is referenced by:  hauspwdom  21828