Theorem indispconn 35707

Description: The indiscrete topology (or trivial topology) on any set is path-connected. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jul-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 14-Aug-2015.)

Assertion

Ref	Expression
indispconn	⊢ {∅, 𝐴} ∈ PConn

Proof of Theorem indispconn

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		indistop 23140	. 2 ⊢ {∅, 𝐴} ∈ Top
2		simpl 487	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴})
3		0ex 5271	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ∅ ∈ V
4		n0i 4294	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} → ¬ ∪ {∅, 𝐴} = ∅)
5		prprc2 4733	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → {∅, 𝐴} = {∅})
6	5	unieqd 4886	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → ∪ {∅, 𝐴} = ∪ {∅})
7	3	unisn 4892	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ∪ {∅} = ∅
8	6, 7	eqtrdi 2814	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → ∪ {∅, 𝐴} = ∅)
9	4, 8	nsyl2 142	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} → 𝐴 ∈ V)
10	9	adantr 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝐴 ∈ V)
11		uniprg 4889	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ 𝐴 ∈ V) → ∪ {∅, 𝐴} = (∅ ∪ 𝐴))
12	3, 10, 11	sylancr 598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∪ {∅, 𝐴} = (∅ ∪ 𝐴))
13		uncom 4113	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∅ ∪ 𝐴) = (𝐴 ∪ ∅)
14		un0 4352	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∪ ∅) = 𝐴
15	13, 14	eqtri 2786	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∅ ∪ 𝐴) = 𝐴
16	12, 15	eqtrdi 2814	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∪ {∅, 𝐴} = 𝐴)
17	2, 16	eleqtrd 2865	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑥 ∈ 𝐴)
18		simpr 489	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴})
19	18, 16	eleqtrd 2865	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑦 ∈ 𝐴)
20	17, 19	ifcld 4535	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) ∈ 𝐴)
21	20	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ (0[,]1)) → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) ∈ 𝐴)
22	21	fmpttd 7112	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)):(0[,]1)⟶𝐴)
23		ovex 7445	. . . . . . 7 ⊢ (0[,]1) ∈ V
24		elmapg 8837	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ V ∧ (0[,]1) ∈ V) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (𝐴 ↑m (0[,]1)) ↔ (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)):(0[,]1)⟶𝐴))
25	10, 23, 24	sylancl 597	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (𝐴 ↑m (0[,]1)) ↔ (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)):(0[,]1)⟶𝐴))
26	22, 25	mpbird 260	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (𝐴 ↑m (0[,]1)))
27		iitopon 25019	. . . . . 6 ⊢ II ∈ (TopOn‘(0[,]1))
28		cnindis 23430	. . . . . 6 ⊢ ((II ∈ (TopOn‘(0[,]1)) ∧ 𝐴 ∈ V) → (II Cn {∅, 𝐴}) = (𝐴 ↑m (0[,]1)))
29	27, 10, 28	sylancr 598	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (II Cn {∅, 𝐴}) = (𝐴 ↑m (0[,]1)))
30	26, 29	eleqtrrd 2866	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (II Cn {∅, 𝐴}))
31		0elunit 13497	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ (0[,]1)
32		iftrue 4494	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 0 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑥)
33		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))
34		vex 3459	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
35	32, 33, 34	fvmpt 6991	. . . . 5 ⊢ (0 ∈ (0[,]1) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥)
36	31, 35	mp1i 14	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥)
37		1elunit 13498	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ (0[,]1)
38		ax-1ne0 11170	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ≠ 0
39		neeq1 3020	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 1 → (𝑧 ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
40	38, 39	mpbiri 261	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 1 → 𝑧 ≠ 0)
41		ifnefalse 4500	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ≠ 0 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑦)
42	40, 41	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 1 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑦)
43		vex 3459	. . . . . 6 ⊢ 𝑦 ∈ V
44	42, 33, 43	fvmpt 6991	. . . . 5 ⊢ (1 ∈ (0[,]1) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)
45	37, 44	mp1i 14	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)
46		fveq1 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → (𝑓‘0) = ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0))
47	46	eqeq1d 2765	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → ((𝑓‘0) = 𝑥 ↔ ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥))
48		fveq1 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → (𝑓‘1) = ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1))
49	48	eqeq1d 2765	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → ((𝑓‘1) = 𝑦 ↔ ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦))
50	47, 49	anbi12d 643	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → (((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦) ↔ (((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥 ∧ ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)))
51	50	rspcev 3582	. . . 4 ⊢ (((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (II Cn {∅, 𝐴}) ∧ (((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥 ∧ ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)) → ∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦))
52	30, 36, 45, 51	syl12anc 849	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦))
53	52	rgen2 3205	. 2 ⊢ ∀𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∀𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦)
54		eqid 2763	. . 3 ⊢ ∪ {∅, 𝐴} = ∪ {∅, 𝐴}
55	54	ispconn 35696	. 2 ⊢ ({∅, 𝐴} ∈ PConn ↔ ({∅, 𝐴} ∈ Top ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∀𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦)))
56	1, 53, 55	mpbir2an 723	1 ⊢ {∅, 𝐴} ∈ PConn

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  ∀wral 3079  ∃wrex 3089  Vcvv 3455   ∪ cun 3904  ∅c0 4287  ifcif 4488  {csn 4590  {cpr 4592  ∪ cuni 4873   ↦ cmpt 5193  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8825  0cc0 11101  1c1 11102  [,]cicc 13376  Topctop 23031  TopOnctopon 23048   Cn ccn 23362  IIcii 25015  PConncpconn 35692

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-er 8695  df-map 8827  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-sup 9403  df-inf 9404  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-q 12974  df-rp 13018  df-xneg 13138  df-xadd 13139  df-xmul 13140  df-icc 13380  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-topgen 17497  df-psmet 21495  df-xmet 21496  df-met 21497  df-bl 21498  df-mopn 21499  df-top 23032  df-topon 23049  df-bases 23084  df-cn 23365  df-ii 25017  df-pconn 35694

This theorem is referenced by: (None)