Theorem indispconn 33828

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 22352	. 2 ⊢ {∅, 𝐴} ∈ Top
2		simpl 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴})
3		0ex 5264	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ∅ ∈ V
4		n0i 4293	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} → ¬ ∪ {∅, 𝐴} = ∅)
5		prprc2 4727	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → {∅, 𝐴} = {∅})
6	5	unieqd 4879	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → ∪ {∅, 𝐴} = ∪ {∅})
7	3	unisn 4887	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ∪ {∅} = ∅
8	6, 7	eqtrdi 2792	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ V → ∪ {∅, 𝐴} = ∅)
9	4, 8	nsyl2 141	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} → 𝐴 ∈ V)
10	9	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝐴 ∈ V)
11		uniprg 4882	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ 𝐴 ∈ V) → ∪ {∅, 𝐴} = (∅ ∪ 𝐴))
12	3, 10, 11	sylancr 587	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∪ {∅, 𝐴} = (∅ ∪ 𝐴))
13		uncom 4113	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∅ ∪ 𝐴) = (𝐴 ∪ ∅)
14		un0 4350	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∪ ∅) = 𝐴
15	13, 14	eqtri 2764	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∅ ∪ 𝐴) = 𝐴
16	12, 15	eqtrdi 2792	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∪ {∅, 𝐴} = 𝐴)
17	2, 16	eleqtrd 2840	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑥 ∈ 𝐴)
18		simpr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴})
19	18, 16	eleqtrd 2840	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → 𝑦 ∈ 𝐴)
20	17, 19	ifcld 4532	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) ∈ 𝐴)
21	20	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ (0[,]1)) → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) ∈ 𝐴)
22	21	fmpttd 7063	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)):(0[,]1)⟶𝐴)
23		ovex 7390	. . . . . . 7 ⊢ (0[,]1) ∈ V
24		elmapg 8778	. . . . . . 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 586	. . . . . 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 256	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (𝐴 ↑m (0[,]1)))
27		iitopon 24242	. . . . . 6 ⊢ II ∈ (TopOn‘(0[,]1))
28		cnindis 22643	. . . . . 6 ⊢ ((II ∈ (TopOn‘(0[,]1)) ∧ 𝐴 ∈ V) → (II Cn {∅, 𝐴}) = (𝐴 ↑m (0[,]1)))
29	27, 10, 28	sylancr 587	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (II Cn {∅, 𝐴}) = (𝐴 ↑m (0[,]1)))
30	26, 29	eleqtrrd 2841	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) ∈ (II Cn {∅, 𝐴}))
31		0elunit 13386	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ (0[,]1)
32		iftrue 4492	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 0 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑥)
33		eqid 2736	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))
34		vex 3449	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
35	32, 33, 34	fvmpt 6948	. . . . 5 ⊢ (0 ∈ (0[,]1) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥)
36	31, 35	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0) = 𝑥)
37		1elunit 13387	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ (0[,]1)
38		ax-1ne0 11120	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ≠ 0
39		neeq1 3006	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 1 → (𝑧 ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
40	38, 39	mpbiri 257	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 1 → 𝑧 ≠ 0)
41		ifnefalse 4498	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ≠ 0 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑦)
42	40, 41	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 1 → if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦) = 𝑦)
43		vex 3449	. . . . . 6 ⊢ 𝑦 ∈ V
44	42, 33, 43	fvmpt 6948	. . . . 5 ⊢ (1 ∈ (0[,]1) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)
45	37, 44	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1) = 𝑦)
46		fveq1 6841	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → (𝑓‘0) = ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘0))
47	46	eqeq1d 2738	. . . . . 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 6841	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦)) → (𝑓‘1) = ((𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑧 = 0, 𝑥, 𝑦))‘1))
49	48	eqeq1d 2738	. . . . . 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 631	. . . . 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 3581	. . . 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 835	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴} ∧ 𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}) → ∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦))
53	52	rgen2 3194	. 2 ⊢ ∀𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∀𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦)
54		eqid 2736	. . 3 ⊢ ∪ {∅, 𝐴} = ∪ {∅, 𝐴}
55	54	ispconn 33817	. 2 ⊢ ({∅, 𝐴} ∈ PConn ↔ ({∅, 𝐴} ∈ Top ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∀𝑦 ∈ ∪ {∅, 𝐴}∃𝑓 ∈ (II Cn {∅, 𝐴})((𝑓‘0) = 𝑥 ∧ (𝑓‘1) = 𝑦)))
56	1, 53, 55	mpbir2an 709	1 ⊢ {∅, 𝐴} ∈ PConn

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ∀wral 3064  ∃wrex 3073  Vcvv 3445   ∪ cun 3908  ∅c0 4282  ifcif 4486  {csn 4586  {cpr 4588  ∪ cuni 4865   ↦ cmpt 5188  ⟶wf 6492  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357   ↑_m cmap 8765  0cc0 11051  1c1 11052  [,]cicc 13267  Topctop 22242  TopOnctopon 22259   Cn ccn 22575  IIcii 24238  PConncpconn 33813

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 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129

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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-er 8648  df-map 8767  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-sup 9378  df-inf 9379  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-icc 13271  df-seq 13907  df-exp 13968  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-topgen 17325  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-top 22243  df-topon 22260  df-bases 22296  df-cn 22578  df-ii 24240  df-pconn 33815

This theorem is referenced by: (None)