Theorem ist0-3 22545

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 22544	. 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 2942	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ ¬ 𝑥 = 𝑦)
4		xor 1013	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (𝑦 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑥 ∈ 𝑜)))
5		ancom 462	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑥 ∈ 𝑜) ↔ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜))
6	5	orbi2i 911	. . . . . . . 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 3094	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 ¬ (𝑥 ∈ 𝑜 ↔ 𝑦 ∈ 𝑜) ↔ ∃𝑜 ∈ 𝐽 ((𝑥 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑜) ∨ (¬ 𝑥 ∈ 𝑜 ∧ 𝑦 ∈ 𝑜)))
9		rexnal 3100	. . . . . 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 351	. . . 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 3124	. 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 205   ∧ wa 397   ∨ wo 845   ∈ wcel 2104   ≠ wne 2941  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  ‘cfv 6458  TopOnctopon 22108  Kol2ct0 22506

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3306  df-v 3439  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-id 5500  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fv 6466  df-topon 22109  df-t0 22513

This theorem is referenced by: (None)