Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  kelac2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem kelac2 44066
Description: Kelley's choice, most common form: compactness of a product of knob topologies recovers choice. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
kelac2.s ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ∈ 𝑉)
kelac2.z ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ≠ ∅)
kelac2.k (𝜑 → (∏t‘(𝑥 ∈ 𝐼 ↦ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))) ∈ Comp)
Assertion
Ref Expression
kelac2 (𝜑 → X𝑥 ∈ 𝐼 𝑆 ≠ ∅)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑥   𝑥,𝐼
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑥)   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem kelac2
StepHypRef Expression
1 kelac2.z . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ≠ ∅)
2 kelac2.s . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ∈ 𝑉)
3 kelac2lem 44065 . . 3 (𝑆 ∈ 𝑉 → (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Comp)
4 cmptop 23713 . . 3 ((topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Comp → (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Top)
52, 3, 43syl 19 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Top)
6 uncom 4105 . . . . . . 7 (𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆)
76difeq1i 4070 . . . . . 6 ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆) = (({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆) ∖ 𝑆)
8 difun2 4437 . . . . . 6 (({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆) ∖ 𝑆) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆)
97, 8eqtri 2784 . . . . 5 ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆)
10 snex 5397 . . . . . . 7 {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ V
11 uniprg 4883 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ 𝑉 ∧ {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ V) → ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} = (𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}))
122, 10, 11sylancl 598 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} = (𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}))
1312difeq1d 4073 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) = ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆))
14 incom 4155 . . . . . . 7 ({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = (𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆})
15 pwuninel 8292 . . . . . . . . 9 ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆
1615a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆)
17 disjsn 4672 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ∅ ↔ ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆)
1816, 17sylibr 237 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ∅)
1914, 18eqtrid 2808 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = ∅)
20 disj3 4407 . . . . . 6 (({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = ∅ ↔ {𝒫 ∪ 𝑆} = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆))
2119, 20sylib 221 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆))
229, 13, 213eqtr4a 2822 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) = {𝒫 ∪ 𝑆})
23 prex 5396 . . . . . 6 {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∈ V
24 bastg 23284 . . . . . 6 ({𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∈ V → {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ⊆ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
2523, 24mp1i 14 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ⊆ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
2610prid2 4724 . . . . . 6 {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}
2726a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
2825, 27sseldd 3932 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
2922, 28eqeltrd 2861 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
30 prid1g 4721 . . . . 5 (𝑆 ∈ 𝑉 → 𝑆 ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
31 elssuni 4899 . . . . 5 (𝑆 ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} → 𝑆 ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
322, 30, 313syl 19 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
33 unitg 23285 . . . . . . 7 ({𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∈ V → ∪ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) = ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
3423, 33ax-mp 5 . . . . . 6 ∪ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) = ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}
3534eqcomi 2770 . . . . 5 ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} = ∪ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
3635iscld2 23346 . . . 4 (((topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Top ∧ 𝑆 ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) → (𝑆 ∈ (Clsd‘(topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})) ↔ (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})))
375, 32, 36syl2anc 596 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆 ∈ (Clsd‘(topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})) ↔ (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})))
3829, 37mpbird 260 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘(topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})))
39 f1oi 6863 . . 3 ( I ↾ 𝑆):𝑆–1-1-onto→𝑆
4039a1i 11 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ( I ↾ 𝑆):𝑆–1-1-onto→𝑆)
41 elssuni 4899 . . . . 5 ({𝒫 ∪ 𝑆} ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} → {𝒫 ∪ 𝑆} ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
4226, 41mp1i 14 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
43 uniexg 7757 . . . . 5 (𝑆 ∈ 𝑉 → ∪ 𝑆 ∈ V)
44 pwexg 5340 . . . . 5 (∪ 𝑆 ∈ V → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ V)
45 snidg 4621 . . . . 5 (𝒫 ∪ 𝑆 ∈ V → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ {𝒫 ∪ 𝑆})
462, 43, 44, 454syl 20 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ {𝒫 ∪ 𝑆})
4742, 46sseldd 3932 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
4847, 34eleqtrrdi 2872 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ ∪ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
49 kelac2.k . 2 (𝜑 → (∏t‘(𝑥 ∈ 𝐼 ↦ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))) ∈ Comp)
501, 5, 38, 40, 48, 49kelac1 44064 1 (𝜑 → X𝑥 ∈ 𝐼 𝑆 ≠ ∅)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  𝒫 cpw 4557  {csn 4584  {cpr 4586  ∪ cuni 4867   ↦ cmpt 5186   I cid 5545   ↾ cres 5653  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538  Xcixp 8925  topGenctg 17608  ∏tcpt 17609  Topctop 23211  Clsdccld 23334  Compccmp 23704
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  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-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-om 7878  df-1o 8476  df-2o 8477  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-fin 8977  df-fi 9403  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-top 23212  df-bases 23264  df-cld 23337  df-cmp 23705
This theorem is used by:  dfac21  44067
  Copyright terms: Public domain W3C validator