Theorem iunconn 22121

Description: The indexed union of connected overlapping subspaces sharing a common point is connected. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
iunconn.2	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
iunconn.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
iunconn.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
iunconn.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾t 𝐵) ∈ Conn)

Assertion

Ref	Expression
iunconn	⊢ (𝜑 → (𝐽 ↾t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝐽   𝑃,𝑘   𝑘,𝑋   𝜑,𝑘

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem iunconn

Dummy variables 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 489	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))
2		simplr1 1213	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
3		n0 4246	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ↔ ∃𝑣 𝑣 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
4		elinel2 4102	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑣 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝑣 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
5		eliun 4888	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑣 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑣 ∈ 𝐵)
6		rexn0 4404	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑣 ∈ 𝐵 → 𝐴 ≠ ∅)
7	5, 6	sylbi 220	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑣 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → 𝐴 ≠ ∅)
8	4, 7	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑣 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐴 ≠ ∅)
9	8	exlimiv 1932	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑣 𝑣 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐴 ≠ ∅)
10	3, 9	sylbi 220	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ → 𝐴 ≠ ∅)
11	2, 10	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝐴 ≠ ∅)
12		simplll 775	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝜑)
13		iunconn.4	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
14	13	ralrimiva 3114	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
15	12, 14	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
16		r19.2z 4389	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
17	11, 15, 16	syl2anc 588	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
18		eliun 4888	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
19	17, 18	sylibr 237	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝑃 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
20	1, 19	sseldd 3894	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝑃 ∈ (𝑢 ∪ 𝑣))
21		elun 4055	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 ∈ (𝑢 ∪ 𝑣) ↔ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
22	20, 21	sylib 221	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
23		iunconn.2	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
24	12, 23	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
25		iunconn.3	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
26	12, 25	sylan 584	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
27	12, 13	sylan 584	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
28		iunconn.5	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾t 𝐵) ∈ Conn)
29	12, 28	sylan 584	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾t 𝐵) ∈ Conn)
30		simpllr 776	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽))
31	30	simpld 499	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝑢 ∈ 𝐽)
32	30	simprd 500	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → 𝑣 ∈ 𝐽)
33		simplr2 1214	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
34		simplr3 1215	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
35		nfv 1916	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽))
36		nfcv 2920	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑘𝑢
37		nfiu1 4918	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵
38	36, 37	nfin 4122	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
39		nfcv 2920	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑘∅
40	38, 39	nfne 3052	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅
41		nfcv 2920	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑘𝑣
42	41, 37	nfin 4122	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
43	42, 39	nfne 3052	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅
44		nfcv 2920	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ 𝑣)
45		nfcv 2920	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑘𝑋
46	45, 37	nfdif 4032	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
47	44, 46	nfss 3885	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
48	40, 43, 47	nf3an 1903	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑘((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
49	35, 48	nfan 1901	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)))
50	36, 41	nfun 4071	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∪ 𝑣)
51	37, 50	nfss 3885	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)
52	49, 51	nfan 1901	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘(((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))
53	24, 26, 27, 29, 31, 32, 33, 34, 1, 52	iunconnlem 22120	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ¬ 𝑃 ∈ 𝑢)
54		incom 4107	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 ∩ 𝑢) = (𝑢 ∩ 𝑣)
55	54, 34	eqsstrid 3941	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → (𝑣 ∩ 𝑢) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
56		uncom 4059	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 ∪ 𝑣) = (𝑣 ∪ 𝑢)
57	1, 56	sseqtrdi 3943	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑣 ∪ 𝑢))
58	24, 26, 27, 29, 32, 31, 2, 55, 57, 52	iunconnlem 22120	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ¬ 𝑃 ∈ 𝑣)
59		ioran 982	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣) ↔ (¬ 𝑃 ∈ 𝑢 ∧ ¬ 𝑃 ∈ 𝑣))
60	53, 58, 59	sylanbrc 587	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)) → ¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
61	22, 60	pm2.65da 817	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) ∧ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))
62	61	ex 417	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐽 ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)) → (((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)))
63	62	ralrimivva 3121	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑢 ∈ 𝐽 ∀𝑣 ∈ 𝐽 (((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)))
64	25	ralrimiva 3114	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
65		iunss 4935	. . . 4 ⊢ (∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
66	64, 65	sylibr 237	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
67		connsub 22114	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋) → ((𝐽 ↾t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐽 ∀𝑣 ∈ 𝐽 (((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))))
68	23, 66, 67	syl2anc 588	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐽 ↾t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐽 ∀𝑣 ∈ 𝐽 (((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))))
69	63, 68	mpbird 260	1 ⊢ (𝜑 → (𝐽 ↾t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∨ wo 845   ∧ w3a 1085  ∃wex 1782   ∈ wcel 2112   ≠ wne 2952  ∀wral 3071  ∃wrex 3072   ∖ cdif 3856   ∪ cun 3857   ∩ cin 3858   ⊆ wss 3859  ∅c0 4226  ∪ ciun 4884  ‘cfv 6336  (class class class)co 7151   ↾_t crest 16745  TopOnctopon 21603  Conncconn 22104

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5235  ax-pr 5299  ax-un 7460

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2902  df-ne 2953  df-ral 3076  df-rex 3077  df-reu 3078  df-rab 3080  df-v 3412  df-sbc 3698  df-csb 3807  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3876  df-pss 3878  df-nul 4227  df-if 4422  df-pw 4497  df-sn 4524  df-pr 4526  df-tp 4528  df-op 4530  df-uni 4800  df-int 4840  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5431  df-eprel 5436  df-po 5444  df-so 5445  df-fr 5484  df-we 5486  df-xp 5531  df-rel 5532  df-cnv 5533  df-co 5534  df-dm 5535  df-rn 5536  df-res 5537  df-ima 5538  df-pred 6127  df-ord 6173  df-on 6174  df-lim 6175  df-suc 6176  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7581  df-1st 7694  df-2nd 7695  df-wrecs 7958  df-recs 8019  df-rdg 8057  df-oadd 8117  df-er 8300  df-en 8529  df-fin 8532  df-fi 8901  df-rest 16747  df-topgen 16768  df-top 21587  df-topon 21604  df-bases 21639  df-cld 21712  df-conn 22105

This theorem is referenced by:  unconn  22122  conncompconn  22125