Theorem ist0-3 23301

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 23300	. 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 2934	. . . . 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 3085	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 ¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))
9		rexnal 3090	. . . . . 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 3113	. 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 2933  ∀wral 3052  ∃wrex 3062  ‘cfv 6500  TopOnctopon 22866  Kol2ct0 23262

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 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690

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 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rab 3402  df-v 3444  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-id 5527  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fv 6508  df-topon 22867  df-t0 23269

This theorem is referenced by: (None)