Theorem met2ndc 22541

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 2806	. . . 4 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
2	1	2ndcsep 21476	. . 3 ⊢ (𝐽 ∈ 2nd𝜔 → ∃𝑥 ∈ 𝒫 ∪ 𝐽(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽))
3		methaus.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
4	3	mopnuni 22459	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
5	4	pweqd 4356	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝒫 𝑋 = 𝒫 ∪ 𝐽)
6	4	eqeq2d 2816	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋 ↔ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽))
7	6	anbi2d 616	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) ↔ (𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽)))
8	5, 7	rexeqbidv 3342	. . 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 237	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2nd𝜔 → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))
10		elpwi 4361	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑥 ⊆ 𝑋)
11	3	met2ndci 22540	. . . . . 6 ⊢ ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑥 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)) → 𝐽 ∈ 2nd𝜔)
12	11	3exp2 1456	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ⊆ 𝑋 → (𝑥 ≼ ω → (((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋 → 𝐽 ∈ 2nd𝜔))))
13	12	imp4a 411	. . . 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 3218	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) → 𝐽 ∈ 2nd𝜔))
16	9, 15	impbid 203	1 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2nd𝜔 ↔ ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 197   ∧ wa 384   = wceq 1637   ∈ wcel 2156  ∃wrex 3097   ⊆ wss 3769  𝒫 cpw 4351  ∪ cuni 4630   class class class wbr 4844  ‘cfv 6101  ωcom 7295   ≼ cdom 8190  ∞Metcxmt 19939  MetOpencmopn 19944  clsccl 21036  2^nd𝜔c2ndc 21455

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7179  ax-inf2 8785  ax-cc 9542  ax-cnex 10277  ax-resscn 10278  ax-1cn 10279  ax-icn 10280  ax-addcl 10281  ax-addrcl 10282  ax-mulcl 10283  ax-mulrcl 10284  ax-mulcom 10285  ax-addass 10286  ax-mulass 10287  ax-distr 10288  ax-i2m1 10289  ax-1ne0 10290  ax-1rid 10291  ax-rnegex 10292  ax-rrecex 10293  ax-cnre 10294  ax-pre-lttri 10295  ax-pre-lttrn 10296  ax-pre-ltadd 10297  ax-pre-mulgt0 10298  ax-pre-sup 10299

This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-reu 3103  df-rmo 3104  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-tp 4375  df-op 4377  df-uni 4631  df-int 4670  df-iun 4714  df-iin 4715  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-se 5271  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5893  df-ord 5939  df-on 5940  df-lim 5941  df-suc 5942  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6835  df-ov 6877  df-oprab 6878  df-mpt2 6879  df-om 7296  df-1st 7398  df-2nd 7399  df-wrecs 7642  df-recs 7704  df-rdg 7742  df-1o 7796  df-oadd 7800  df-er 7979  df-map 8094  df-en 8193  df-dom 8194  df-sdom 8195  df-fin 8196  df-sup 8587  df-inf 8588  df-oi 8654  df-card 9048  df-acn 9051  df-pnf 10361  df-mnf 10362  df-xr 10363  df-ltxr 10364  df-le 10365  df-sub 10553  df-neg 10554  df-div 10970  df-nn 11306  df-2 11364  df-n0 11560  df-z 11644  df-uz 11905  df-q 12008  df-rp 12047  df-xneg 12162  df-xadd 12163  df-xmul 12164  df-topgen 16309  df-psmet 19946  df-xmet 19947  df-bl 19949  df-mopn 19950  df-top 20912  df-topon 20929  df-bases 20964  df-cld 21037  df-ntr 21038  df-cls 21039  df-2ndc 21457

This theorem is referenced by: (None)