iunconnlem2 - Mathbox for Alan Sare

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Theorem iunconnlem2 45515

Description: The indexed union of connected overlapping subspaces sharing a common point is connected. This proof was automatically derived by completeusersproof from its Virtual Deduction proof counterpart https://us.metamath.org/other/completeusersproof/iunconlem2vd.html. As it is verified by the Metamath program, iunconnlem2 45515 verifies https://us.metamath.org/other/completeusersproof/iunconlem2vd.html 45515. (Contributed by Alan Sare, 22-Apr-2018.) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
iunconnlem2.1	⊢ (𝜓 ↔ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)))
iunconnlem2.2	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
iunconnlem2.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
iunconnlem2.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
iunconnlem2.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾_t 𝐵) ∈ Conn)

**Assertion**
Ref	Expression
iunconnlem2	⊢ (𝜑 → (𝐽 ↾_t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn)

Distinct variable groups: 𝑢,𝑘,𝑣,𝜑 𝐴,𝑘,𝑢,𝑣 𝑢,𝐵,𝑣 𝑘,𝐽,𝑢,𝑣 𝑃,𝑘 𝑘,𝑋,𝑢,𝑣 Allowed substitution hints: 𝜓(𝑣,𝑢,𝑘) 𝐵(𝑘) 𝑃(𝑣,𝑢)

Proof of Theorem iunconnlem2 Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iunconnlem2.2	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
2		iunconnlem2.3	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
3	2	ex 416	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 → 𝐵 ⊆ 𝑋))
4	3	ralrimiv 3155	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
5		iunss 5004	. . . 4 ⊢ (∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
6	5	biimpri 230	. . 3 ⊢ (∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
7	4, 6	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋)
8		iunconnlem2.1	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜓 ↔ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)))
9	8	biimpi 218	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜓 → ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)))
10	9	simprd 499	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))
11		simp-4r 793	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((((((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) ≠ ∅)
12	9, 11	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜓 → (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
13		n0 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
14	13	biimpi 218	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ → ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
15	12, 14	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜓 → ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
16		inss2 4191	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ⊆ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵
17		id 22	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
18	16, 17	sselid 3936	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝑤 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
19		eliun 4955	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑤 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑤 ∈ 𝐵)
20	19	biimpi 218	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑤 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑤 ∈ 𝐵)
21	18, 20	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑤 ∈ 𝐵)
22		rexn0 4452	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑤 ∈ 𝐵 → 𝐴 ≠ ∅)
23	21, 22	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐴 ≠ ∅)
24	23	exlimiv 1952	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐴 ≠ ∅)
25	15, 24	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜓 → 𝐴 ≠ ∅)
26		nfv 1936	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽)
27		nfv 1936	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑣 ∈ 𝐽
28	26, 27	nfan 1921	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽)
29		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ Ⅎ𝑘𝑢
30		nfiu1 4987	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ Ⅎ𝑘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵
31	29, 30	nfin 4178	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
32		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ Ⅎ𝑘∅
33	31, 32	nfne 3060	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅
34	28, 33	nfan 1921	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ Ⅎ𝑘(((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
35		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ Ⅎ𝑘𝑣
36	35, 30	nfin 4178	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
37	36, 32	nfne 3060	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅
38	34, 37	nfan 1921	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ Ⅎ𝑘((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
39		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ 𝑣)
40		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ Ⅎ𝑘𝑋
41	40, 30	nfdif 4085	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
42	39, 41	nfss 3931	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
43	38, 42	nfan 1921	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ Ⅎ𝑘(((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ 𝐽) ∧ 𝑣 ∈ 𝐽) ∧ (𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅) ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
44		nfcv 2926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑢 ∪ 𝑣)
45	30, 44	nfss 3931	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ Ⅎ𝑘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣)
46	43, 45	nfan 1921	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 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))
47	8	nfbii 1874	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (Ⅎ𝑘𝜓 ↔ 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)))
48	46, 47	mpbir 233	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ Ⅎ𝑘𝜓
49		simp-6l 796	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((((((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)
50	9, 49	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜓 → 𝜑)
51		iunconnlem2.4	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
52	50, 51	sylan 589	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜓 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐵)
53	52	ex 416	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜓 → (𝑘 ∈ 𝐴 → 𝑃 ∈ 𝐵))
54	48, 53	ralrimi 3262	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜓 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
55		r19.2z 4455	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
56	55	ancoms 462	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
57	56	ancoms 462	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵) → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
58	25, 54, 57	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜓 → ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
59		eliun 4955	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑃 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵)
60	59	biimpri 230	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∃𝑘 ∈ 𝐴 𝑃 ∈ 𝐵 → 𝑃 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
61	58, 60	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → 𝑃 ∈ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
62	10, 61	sseldd 3939	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜓 → 𝑃 ∈ (𝑢 ∪ 𝑣))
63		elun 4108	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑃 ∈ (𝑢 ∪ 𝑣) ↔ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
64	63	biimpi 218	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑃 ∈ (𝑢 ∪ 𝑣) → (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
65	62, 64	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜓 → (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
66	8, 65	sylbir 237	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((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))
67	50, 1	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
68	50, 2	sylan 589	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜓 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝑋)
69		iunconnlem2.5	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾_t 𝐵) ∈ Conn)
70	50, 69	sylan 589	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜓 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐽 ↾_t 𝐵) ∈ Conn)
71		simp-6r 797	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((((((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)
72	9, 71	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → 𝑢 ∈ 𝐽)
73		simp-5r 795	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((((((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)
74	9, 73	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → 𝑣 ∈ 𝐽)
75		simpllr 785	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((((((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) ≠ ∅)
76	9, 75	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅)
77		simplr 778	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((((((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))
78	9, 77	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
79	67, 68, 52, 70, 72, 74, 76, 78, 10, 48	iunconnlem 23489	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜓 → ¬ 𝑃 ∈ 𝑢)
80		incom 4163	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑣 ∩ 𝑢) = (𝑢 ∩ 𝑣)
81	80, 78	eqsstrid 3976	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → (𝑣 ∩ 𝑢) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
82		uncom 4113	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑣 ∪ 𝑢) = (𝑢 ∪ 𝑣)
83	10, 82	sseqtrrdi 3979	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜓 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑣 ∪ 𝑢))
84	67, 68, 52, 70, 74, 72, 12, 81, 83, 48	iunconnlem 23489	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜓 → ¬ 𝑃 ∈ 𝑣)
85		pm4.56 1002	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((¬ 𝑃 ∈ 𝑢 ∧ ¬ 𝑃 ∈ 𝑣) ↔ ¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
86	85	biimpi 218	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((¬ 𝑃 ∈ 𝑢 ∧ ¬ 𝑃 ∈ 𝑣) → ¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
87	86	idiALT 45059	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((¬ 𝑃 ∈ 𝑢 ∧ ¬ 𝑃 ∈ 𝑣) → ¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
88	79, 84, 87	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜓 → ¬ (𝑃 ∈ 𝑢 ∨ 𝑃 ∈ 𝑣))
89	8, 88	sylbir 237	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((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))
90	66, 89	pm2.65da 826	. . . . . . . . . 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))
91	90	ex 416	. . . . . . . . 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)))
92	91	ex 416	. . . . . . . 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))))
93	92	ex3 1361	. . . . . . 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)))))
94	93	3impd 1363	. . . . . 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)))
95	94	3expia 1135	. . . . 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))))
96	95	ex 416	. . . 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)))))
97	96	impd 414	. . 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))))
98	97	ralrimivv 3205	. 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)))
99		connsub 23483	. . 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))))
100	99	biimp3ar 1493	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ 𝑋 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐽 ∀𝑣 ∈ 𝐽 (((𝑢 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑣 ∩ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ≠ ∅ ∧ (𝑢 ∩ 𝑣) ⊆ (𝑋 ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)) → ¬ ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ (𝑢 ∪ 𝑣))) → (𝐽 ↾_t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn)
101	1, 7, 98, 100	syl3anc 1392	1 ⊢ (𝜑 → (𝐽 ↾_t ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ Conn)

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 208 ∧ wa 399 ∨ wo 858 ∧ w3a 1099 ∃wex 1801 Ⅎwnf 1805 ∈ wcel 2144 ≠ wne 2959 ∀wral 3078 ∃wrex 3088 ∖ cdif 3903 ∪ cun 3904 ∩ cin 3905 ⊆ wss 3906 ∅c0 4287 ∪ ciun 4951 ‘cfv 6523 (class class class)co 7398 ↾_t crest 17451 TopOnctopon 22972 Conncconn 23473

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1817 ax-4 1831 ax-5 1932 ax-6 1989 ax-7 2030 ax-8 2146 ax-9 2154 ax-10 2177 ax-11 2193 ax-12 2214 ax-ext 2736 ax-rep 5229 ax-sep 5248 ax-nul 5258 ax-pow 5324 ax-pr 5392 ax-un 7720

This theorem depends on definitions: df-bi 209 df-an 400 df-or 859 df-3or 1100 df-3an 1101 df-tru 1565 df-fal 1575 df-ex 1802 df-nf 1806 df-sb 2093 df-mo 2568 df-eu 2598 df-clab 2743 df-cleq 2756 df-clel 2839 df-nfc 2913 df-ne 2960 df-ral 3079 df-rex 3089 df-reu 3370 df-rab 3417 df-v 3458 df-sbc 3747 df-csb 3855 df-dif 3909 df-un 3911 df-in 3913 df-ss 3923 df-pss 3926 df-nul 4288 df-if 4483 df-pw 4559 df-sn 4585 df-pr 4587 df-op 4591 df-uni 4868 df-int 4908 df-iun 4953 df-br 5103 df-opab 5165 df-mpt 5184 df-tr 5210 df-id 5544 df-eprel 5549 df-po 5557 df-so 5558 df-fr 5602 df-we 5604 df-xp 5655 df-rel 5656 df-cnv 5657 df-co 5658 df-dm 5659 df-rn 5660 df-res 5661 df-ima 5662 df-ord 6351 df-on 6352 df-lim 6353 df-suc 6354 df-iota 6479 df-fun 6525 df-fn 6526 df-f 6527 df-f1 6528 df-fo 6529 df-f1o 6530 df-fv 6531 df-ov 7401 df-oprab 7402 df-mpo 7403 df-om 7849 df-1st 7972 df-2nd 7973 df-en 8930 df-fin 8933 df-fi 9359 df-rest 17453 df-topgen 17474 df-top 22956 df-topon 22973 df-bases 23008 df-cld 23081 df-conn 23474

This theorem is referenced by: iunconnALT 45516

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