Theorem ist0-3 23310

Description: The predicate "is a T₀ space" expressed in more familiar terms. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Feb-2010.)

Assertion

Ref	Expression
ist0-3	⊢ (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → (𝐽 ∈ Kol2 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (𝑥 ≠ 𝑦 → ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑜,𝐽   𝑜,𝑋,𝑥,𝑦

Proof of Theorem ist0-3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ist0-2 23309	. 2 ⊢ (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → (𝐽 ∈ Kol2 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) → 𝑥 = 𝑦)))
2		con34b 316	. . . 4 ⊢ ((∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) → 𝑥 = 𝑦) ↔ (¬ 𝑥 = 𝑦 → ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜)))
3		df-ne 2933	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ ¬ 𝑥 = 𝑦)
4		xor 1017	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (𝑦 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑥 ∈ 𝑜)))
5		ancom 460	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑥 ∈ 𝑜) ↔ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜))
6	5	orbi2i 913	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (𝑦 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑥 ∈ 𝑜)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))
7	4, 6	bitri 275	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))
8	7	rexbii 3084	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 ¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))
9		rexnal 3089	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 ¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜))
10	8, 9	bitr3i 277	. . . . 5 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)) ↔ ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜))
11	3, 10	imbi12i 350	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ≠ 𝑦 → ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜))) ↔ (¬ 𝑥 = 𝑦 → ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜)))
12	2, 11	bitr4i 278	. . 3 ⊢ ((∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) → 𝑥 = 𝑦) ↔ (𝑥 ≠ 𝑦 → ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜))))
13	12	2ralbii 3112	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) → 𝑥 = 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (𝑥 ≠ 𝑦 → ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜))))
14	1, 13	bitrdi 287	1 ⊢ (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → (𝐽 ∈ Kol2 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (𝑥 ≠ 𝑦 → ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932  ∀wral 3051  ∃wrex 3061  ‘cfv 6498  TopOnctopon 22875  Kol2ct0 23271

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rab 3390  df-v 3431  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-id 5526  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fv 6506  df-topon 22876  df-t0 23278

This theorem is referenced by: (None)