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 44207
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 44206 . . 3 (𝑆 ∈ 𝑉 → (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}) ∈ Comp)
4 cmptop 23725 . . 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 4159 . . . . . . 7 (𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆)
76difeq1i 4061 . . . . . 6 ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆) = (({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆) ∖ 𝑆)
8 difun2 4439 . . . . . 6 (({𝒫 ∪ 𝑆} ∪ 𝑆) ∖ 𝑆) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆)
97, 8eqtri 2786 . . . . 5 ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆) = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆)
10 snex 5400 . . . . . . 7 {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ V
11 uniprg 4885 . . . . . . 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 4064 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) = ((𝑆 ∪ {𝒫 ∪ 𝑆}) ∖ 𝑆))
14 incom 4108 . . . . . . 7 ({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = (𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆})
15 pwuninel 8303 . . . . . . . . 9 ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆
1615a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆)
17 disjsn 4671 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ∅ ↔ ¬ 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ 𝑆)
1816, 17sylibr 237 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆 ∩ {𝒫 ∪ 𝑆}) = ∅)
1914, 18eqtrid 2810 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = ∅)
20 disj3 4409 . . . . . 6 (({𝒫 ∪ 𝑆} ∩ 𝑆) = ∅ ↔ {𝒫 ∪ 𝑆} = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆))
2119, 20sylib 221 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} = ({𝒫 ∪ 𝑆} ∖ 𝑆))
229, 13, 213eqtr4a 2824 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) = {𝒫 ∪ 𝑆})
23 prex 5399 . . . . . 6 {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∈ V
24 bastg 23296 . . . . . 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 4723 . . . . . 6 {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}
2726a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
2825, 27sseldd 3913 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → {𝒫 ∪ 𝑆} ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
2922, 28eqeltrd 2863 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} ∖ 𝑆) ∈ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}}))
30 prid1g 4720 . . . . 5 (𝑆 ∈ 𝑉 → 𝑆 ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
31 elssuni 4901 . . . . 5 (𝑆 ∈ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} → 𝑆 ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
322, 30, 313syl 19 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝑆 ⊆ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
33 unitg 23297 . . . . . . 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 2772 . . . . 5 ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}} = ∪ (topGen‘{𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
3635iscld2 23358 . . . 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 6871 . . 3 ( I ↾ 𝑆):𝑆–1-1-onto→𝑆
4039a1i 11 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → ( I ↾ 𝑆):𝑆–1-1-onto→𝑆)
41 elssuni 4901 . . . . 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 7764 . . . . 5 (𝑆 ∈ 𝑉 → ∪ 𝑆 ∈ V)
44 pwexg 5343 . . . . 5 (∪ 𝑆 ∈ V → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ V)
45 snidg 4620 . . . . 5 (𝒫 ∪ 𝑆 ∈ V → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ {𝒫 ∪ 𝑆})
462, 43, 44, 454syl 20 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ {𝒫 ∪ 𝑆})
4742, 46sseldd 3913 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → 𝒫 ∪ 𝑆 ∈ ∪ {𝑆, {𝒫 ∪ 𝑆}})
4847, 34eleqtrrdi 2874 . 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 44205 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 1569   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2958  Vcvv 3453   ⊆ wss 3899   ∖ cdif 4047   ∩ cin 4091   ∪ cun 4151  ∅c0 4280  𝒫 cpw 4559  {csn 4587  {cpr 4589  ∪ cuni 4869   ↦ cmpt 5188   I cid 5548   ↾ cres 5656  –1-1-onto→wf1o 6545  ‘cfv 6546  Xcixp 8936  topGenctg 17620  ∏tcpt 17621  Topctop 23223  Clsdccld 23346  Compccmp 23716
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-iin 4956  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-om 7885  df-1o 8487  df-2o 8488  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-fin 8988  df-fi 9413  df-topgen 17626  df-pt 17627  df-top 23224  df-bases 23276  df-cld 23349  df-cmp 23717
This theorem is used by:  dfac21  44208
  Copyright terms: Public domain W3C validator