Theorem met2ndc 23375

Description: A metric space is second-countable iff it is separable (has a countable dense subset). (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
methaus.1	⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)

Assertion

Ref	Expression
met2ndc	⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐷   𝑥,𝐽   𝑥,𝑋

Proof of Theorem met2ndc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2736	. . . 4 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
2	1	2ndcsep 22310	. . 3 ⊢ (𝐽 ∈ 2ndω → ∃𝑥 ∈ 𝒫 ∪ 𝐽(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽))
3		methaus.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
4	3	mopnuni 23293	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
5	4	pweqd 4518	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝒫 𝑋 = 𝒫 ∪ 𝐽)
6	4	eqeq2d 2747	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋 ↔ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽))
7	6	anbi2d 632	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) ↔ (𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽)))
8	5, 7	rexeqbidv 3304	. . 3 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝒫 ∪ 𝐽(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽)))
9	2, 8	syl5ibr 249	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2ndω → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))
10		elpwi 4508	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑥 ⊆ 𝑋)
11	3	met2ndci 23374	. . . . . 6 ⊢ ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑥 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)) → 𝐽 ∈ 2ndω)
12	11	3exp2 1356	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ⊆ 𝑋 → (𝑥 ≼ ω → (((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋 → 𝐽 ∈ 2ndω))))
13	12	imp4a 426	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ⊆ 𝑋 → ((𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) → 𝐽 ∈ 2ndω)))
14	10, 13	syl5 34	. . 3 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 → ((𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) → 𝐽 ∈ 2ndω)))
15	14	rexlimdv 3192	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) → 𝐽 ∈ 2ndω))
16	9, 15	impbid 215	1 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2112  ∃wrex 3052   ⊆ wss 3853  𝒫 cpw 4499  ∪ cuni 4805   class class class wbr 5039  ‘cfv 6358  ωcom 7622   ≼ cdom 8602  ∞Metcxmet 20302  MetOpencmopn 20307  clsccl 21869  2^ndωc2ndc 22289

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2018  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2160  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5164  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7501  ax-inf2 9234  ax-cc 10014  ax-cnex 10750  ax-resscn 10751  ax-1cn 10752  ax-icn 10753  ax-addcl 10754  ax-addrcl 10755  ax-mulcl 10756  ax-mulrcl 10757  ax-mulcom 10758  ax-addass 10759  ax-mulass 10760  ax-distr 10761  ax-i2m1 10762  ax-1ne0 10763  ax-1rid 10764  ax-rnegex 10765  ax-rrecex 10766  ax-cnre 10767  ax-pre-lttri 10768  ax-pre-lttrn 10769  ax-pre-ltadd 10770  ax-pre-mulgt0 10771  ax-pre-sup 10772

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2073  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2809  df-nfc 2879  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3400  df-sbc 3684  df-csb 3799  df-dif 3856  df-un 3858  df-in 3860  df-ss 3870  df-pss 3872  df-nul 4224  df-if 4426  df-pw 4501  df-sn 4528  df-pr 4530  df-tp 4532  df-op 4534  df-uni 4806  df-int 4846  df-iun 4892  df-iin 4893  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5121  df-tr 5147  df-id 5440  df-eprel 5445  df-po 5453  df-so 5454  df-fr 5494  df-se 5495  df-we 5496  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6140  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6316  df-fun 6360  df-fn 6361  df-f 6362  df-f1 6363  df-fo 6364  df-f1o 6365  df-fv 6366  df-isom 6367  df-riota 7148  df-ov 7194  df-oprab 7195  df-mpo 7196  df-om 7623  df-1st 7739  df-2nd 7740  df-wrecs 8025  df-recs 8086  df-rdg 8124  df-1o 8180  df-er 8369  df-map 8488  df-en 8605  df-dom 8606  df-sdom 8607  df-fin 8608  df-sup 9036  df-inf 9037  df-oi 9104  df-card 9520  df-acn 9523  df-pnf 10834  df-mnf 10835  df-xr 10836  df-ltxr 10837  df-le 10838  df-sub 11029  df-neg 11030  df-div 11455  df-nn 11796  df-2 11858  df-n0 12056  df-z 12142  df-uz 12404  df-q 12510  df-rp 12552  df-xneg 12669  df-xadd 12670  df-xmul 12671  df-topgen 16902  df-psmet 20309  df-xmet 20310  df-bl 20312  df-mopn 20313  df-top 21745  df-topon 21762  df-bases 21797  df-cld 21870  df-ntr 21871  df-cls 21872  df-2ndc 22291

This theorem is referenced by: (None)