Theorem met2ndc 23724

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 22655	. . 3 ⊢ (𝐽 ∈ 2ndω → ∃𝑥 ∈ 𝒫 ∪ 𝐽(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽))
3		methaus.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐽 = (MetOpen‘𝐷)
4	3	mopnuni 23639	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
5	4	pweqd 4556	. . . 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 630	. . . 4 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) ↔ (𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = ∪ 𝐽)))
8	5, 7	rexeqbidv 3349	. . 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 246	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2ndω → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))
10		elpwi 4546	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑥 ⊆ 𝑋)
11	3	met2ndci 23723	. . . . . 6 ⊢ ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ (𝑥 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)) → 𝐽 ∈ 2ndω)
12	11	3exp2 1354	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝑥 ⊆ 𝑋 → (𝑥 ≼ ω → (((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋 → 𝐽 ∈ 2ndω))))
13	12	imp4a 424	. . . 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 3147	. 2 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋) → 𝐽 ∈ 2ndω))
16	9, 15	impbid 211	1 ⊢ (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → (𝐽 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ≼ ω ∧ ((cls‘𝐽)‘𝑥) = 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  ∃wrex 3071   ⊆ wss 3892  𝒫 cpw 4539  ∪ cuni 4844   class class class wbr 5081  ‘cfv 6458  ωcom 7744   ≼ cdom 8762  ∞Metcxmet 20627  MetOpencmopn 20632  clsccl 22214  2^ndωc2ndc 22634

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-rep 5218  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620  ax-inf2 9443  ax-cc 10237  ax-cnex 10973  ax-resscn 10974  ax-1cn 10975  ax-icn 10976  ax-addcl 10977  ax-addrcl 10978  ax-mulcl 10979  ax-mulrcl 10980  ax-mulcom 10981  ax-addass 10982  ax-mulass 10983  ax-distr 10984  ax-i2m1 10985  ax-1ne0 10986  ax-1rid 10987  ax-rnegex 10988  ax-rrecex 10989  ax-cnre 10990  ax-pre-lttri 10991  ax-pre-lttrn 10992  ax-pre-ltadd 10993  ax-pre-mulgt0 10994  ax-pre-sup 10995

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3285  df-reu 3286  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-int 4887  df-iun 4933  df-iin 4934  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-tr 5199  df-id 5500  df-eprel 5506  df-po 5514  df-so 5515  df-fr 5555  df-se 5556  df-we 5557  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-rn 5611  df-res 5612  df-ima 5613  df-pred 6217  df-ord 6284  df-on 6285  df-lim 6286  df-suc 6287  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fn 6461  df-f 6462  df-f1 6463  df-fo 6464  df-f1o 6465  df-fv 6466  df-isom 6467  df-riota 7264  df-ov 7310  df-oprab 7311  df-mpo 7312  df-om 7745  df-1st 7863  df-2nd 7864  df-frecs 8128  df-wrecs 8159  df-recs 8233  df-rdg 8272  df-1o 8328  df-er 8529  df-map 8648  df-en 8765  df-dom 8766  df-sdom 8767  df-fin 8768  df-sup 9245  df-inf 9246  df-oi 9313  df-card 9741  df-acn 9744  df-pnf 11057  df-mnf 11058  df-xr 11059  df-ltxr 11060  df-le 11061  df-sub 11253  df-neg 11254  df-div 11679  df-nn 12020  df-2 12082  df-n0 12280  df-z 12366  df-uz 12629  df-q 12735  df-rp 12777  df-xneg 12894  df-xadd 12895  df-xmul 12896  df-topgen 17199  df-psmet 20634  df-xmet 20635  df-bl 20637  df-mopn 20638  df-top 22088  df-topon 22105  df-bases 22141  df-cld 22215  df-ntr 22216  df-cls 22217  df-2ndc 22636

This theorem is referenced by: (None)