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Theorem neiptoptop 23191
Description: Lemma for neiptopreu 23193. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Jan-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
neiptop.o 𝐽 = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑝𝑎 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)}
neiptop.0 (𝜑𝑁:𝑋⟶𝒫 𝒫 𝑋)
neiptop.1 ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎𝑏𝑏𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑏 ∈ (𝑁𝑝))
neiptop.2 ((𝜑𝑝𝑋) → (fi‘(𝑁𝑝)) ⊆ (𝑁𝑝))
neiptop.3 (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑝𝑎)
neiptop.4 (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → ∃𝑏 ∈ (𝑁𝑝)∀𝑞𝑏 𝑎 ∈ (𝑁𝑞))
neiptop.5 ((𝜑𝑝𝑋) → 𝑋 ∈ (𝑁𝑝))
Assertion
Ref Expression
neiptoptop (𝜑𝐽 ∈ Top)
Distinct variable groups:   𝑝,𝑎   𝑁,𝑎   𝑋,𝑎,𝑏,𝑝   𝐽,𝑎,𝑝   𝑋,𝑝   𝜑,𝑝   𝑁,𝑏   𝑋,𝑏   𝜑,𝑎,𝑏
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑞)   𝐽(𝑞,𝑏)   𝑁(𝑞,𝑝)   𝑋(𝑞)

Proof of Theorem neiptoptop
Dummy variables 𝑐 𝑒 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uniss 4873 . . . . . . 7 (𝑒𝐽 𝑒 𝐽)
21adantl 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑒 𝐽)
3 neiptop.o . . . . . . . 8 𝐽 = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑝𝑎 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)}
4 neiptop.0 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁:𝑋⟶𝒫 𝒫 𝑋)
5 neiptop.1 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎𝑏𝑏𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑏 ∈ (𝑁𝑝))
6 neiptop.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑝𝑋) → (fi‘(𝑁𝑝)) ⊆ (𝑁𝑝))
7 neiptop.3 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑝𝑎)
8 neiptop.4 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → ∃𝑏 ∈ (𝑁𝑝)∀𝑞𝑏 𝑎 ∈ (𝑁𝑞))
9 neiptop.5 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑝𝑋) → 𝑋 ∈ (𝑁𝑝))
103, 4, 5, 6, 7, 8, 9neiptopuni 23190 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 = 𝐽)
1110adantr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑋 = 𝐽)
122, 11sseqtrrd 3973 . . . . 5 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑒𝑋)
13 simp-4l 792 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝜑)
1412ad3antrrr 740 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑒𝑋)
15 simpllr 785 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑝 𝑒)
1614, 15sseldd 3937 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑝𝑋)
1713, 16jca 519 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → (𝜑𝑝𝑋))
18 elssuni 4897 . . . . . . . . . 10 (𝑐𝑒𝑐 𝑒)
1918ad2antlr 737 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑐 𝑒)
2017, 19, 143jca 1141 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → ((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋))
21 simpr 488 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑒𝐽)
2221sselda 3936 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑐𝑒) → 𝑐𝐽)
233neipeltop 23189 . . . . . . . . . . . 12 (𝑐𝐽 ↔ (𝑐𝑋 ∧ ∀𝑝𝑐 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)))
2423simprbi 501 . . . . . . . . . . 11 (𝑐𝐽 → ∀𝑝𝑐 𝑐 ∈ (𝑁𝑝))
2522, 24syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑐𝑒) → ∀𝑝𝑐 𝑐 ∈ (𝑁𝑝))
2625r19.21bi 3254 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑐 ∈ (𝑁𝑝))
2726adantllr 729 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑐 ∈ (𝑁𝑝))
28 sseq1 3961 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = 𝑐 → (𝑎 𝑒𝑐 𝑒))
29283anbi2d 1462 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = 𝑐 → (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ↔ ((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋)))
30 eleq1 2850 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = 𝑐 → (𝑎 ∈ (𝑁𝑝) ↔ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)))
3129, 30anbi12d 641 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 = 𝑐 → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) ↔ (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝))))
3231imbi1d 343 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = 𝑐 → (((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)) ↔ ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))))
3332imbi2d 342 . . . . . . . . . 10 (𝑎 = 𝑐 → (((𝜑𝑒𝐽) → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))) ↔ ((𝜑𝑒𝐽) → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))))
34 ssidd 3959 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑋𝑋)
359ralrimiva 3154 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ∀𝑝𝑋 𝑋 ∈ (𝑁𝑝))
363neipeltop 23189 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑋𝐽 ↔ (𝑋𝑋 ∧ ∀𝑝𝑋 𝑋 ∈ (𝑁𝑝)))
3734, 35, 36sylanbrc 592 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑋𝐽)
38 pwexg 5335 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑋𝐽 → 𝒫 𝑋 ∈ V)
39 rabexg 5293 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝒫 𝑋 ∈ V → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑝𝑎 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)} ∈ V)
4037, 38, 393syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑝𝑎 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)} ∈ V)
413, 40eqeltrid 2866 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐽 ∈ V)
4241adantr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝐽 ∈ V)
4342, 21ssexd 5280 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑒 ∈ V)
44 uniexg 7723 . . . . . . . . . . 11 (𝑒 ∈ V → 𝑒 ∈ V)
45 sseq2 3962 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 = 𝑒 → (𝑎𝑏𝑎 𝑒))
46 sseq1 3961 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 = 𝑒 → (𝑏𝑋 𝑒𝑋))
4745, 463anbi23d 1460 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑏 = 𝑒 → (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎𝑏𝑏𝑋) ↔ ((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋)))
4847anbi1d 640 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 = 𝑒 → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎𝑏𝑏𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) ↔ (((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝))))
49 eleq1 2850 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 = 𝑒 → (𝑏 ∈ (𝑁𝑝) ↔ 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
5048, 49imbi12d 346 . . . . . . . . . . . 12 (𝑏 = 𝑒 → (((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎𝑏𝑏𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑏 ∈ (𝑁𝑝)) ↔ ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))))
5150, 5vtoclg 3522 . . . . . . . . . . 11 ( 𝑒 ∈ V → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
5243, 44, 513syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑒𝐽) → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑎 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑎 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
5333, 52chvarvv 2009 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑒𝐽) → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
5453ad3antrrr 740 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → ((((𝜑𝑝𝑋) ∧ 𝑐 𝑒 𝑒𝑋) ∧ 𝑐 ∈ (𝑁𝑝)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
5520, 27, 54mp2and 709 . . . . . . 7 (((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) ∧ 𝑐𝑒) ∧ 𝑝𝑐) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
56 eluni2 4869 . . . . . . . 8 (𝑝 𝑒 ↔ ∃𝑐𝑒 𝑝𝑐)
5756bilani 508 . . . . . . 7 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) → ∃𝑐𝑒 𝑝𝑐)
5855, 57r19.29a 3170 . . . . . 6 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑝 𝑒) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
5958ralrimiva 3154 . . . . 5 ((𝜑𝑒𝐽) → ∀𝑝 𝑒 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
603neipeltop 23189 . . . . 5 ( 𝑒𝐽 ↔ ( 𝑒𝑋 ∧ ∀𝑝 𝑒 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
6112, 59, 60sylanbrc 592 . . . 4 ((𝜑𝑒𝐽) → 𝑒𝐽)
6261ex 416 . . 3 (𝜑 → (𝑒𝐽 𝑒𝐽))
6362alrimiv 1947 . 2 (𝜑 → ∀𝑒(𝑒𝐽 𝑒𝐽))
64 inss1 4188 . . . . . 6 (𝑒𝑓) ⊆ 𝑒
653neipeltop 23189 . . . . . . . 8 (𝑒𝐽 ↔ (𝑒𝑋 ∧ ∀𝑝𝑒 𝑒 ∈ (𝑁𝑝)))
6665simplbi 500 . . . . . . 7 (𝑒𝐽𝑒𝑋)
6766ad2antlr 737 . . . . . 6 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) → 𝑒𝑋)
6864, 67sstrid 3947 . . . . 5 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) → (𝑒𝑓) ⊆ 𝑋)
69 simplll 784 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝜑)
70 simpllr 785 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑒𝐽)
7170, 66syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑒𝑋)
72 simpr 488 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑝 ∈ (𝑒𝑓))
7372elin1d 4156 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑝𝑒)
7471, 73sseldd 3937 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑝𝑋)
7569, 74, 6syl2anc 593 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → (fi‘(𝑁𝑝)) ⊆ (𝑁𝑝))
76 fvex 6880 . . . . . . . 8 (𝑁𝑝) ∈ V
7765simprbi 501 . . . . . . . . . 10 (𝑒𝐽 → ∀𝑝𝑒 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
7877r19.21bi 3254 . . . . . . . . 9 ((𝑒𝐽𝑝𝑒) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
7970, 73, 78syl2anc 593 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑒 ∈ (𝑁𝑝))
80 simplr 778 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑓𝐽)
8172elin2d 4157 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑝𝑓)
823neipeltop 23189 . . . . . . . . . . 11 (𝑓𝐽 ↔ (𝑓𝑋 ∧ ∀𝑝𝑓 𝑓 ∈ (𝑁𝑝)))
8382simprbi 501 . . . . . . . . . 10 (𝑓𝐽 → ∀𝑝𝑓 𝑓 ∈ (𝑁𝑝))
8483r19.21bi 3254 . . . . . . . . 9 ((𝑓𝐽𝑝𝑓) → 𝑓 ∈ (𝑁𝑝))
8580, 81, 84syl2anc 593 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → 𝑓 ∈ (𝑁𝑝))
86 inelfi 9364 . . . . . . . 8 (((𝑁𝑝) ∈ V ∧ 𝑒 ∈ (𝑁𝑝) ∧ 𝑓 ∈ (𝑁𝑝)) → (𝑒𝑓) ∈ (fi‘(𝑁𝑝)))
8776, 79, 85, 86mp3an2i 1487 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → (𝑒𝑓) ∈ (fi‘(𝑁𝑝)))
8875, 87sseldd 3937 . . . . . 6 ((((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) ∧ 𝑝 ∈ (𝑒𝑓)) → (𝑒𝑓) ∈ (𝑁𝑝))
8988ralrimiva 3154 . . . . 5 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) → ∀𝑝 ∈ (𝑒𝑓)(𝑒𝑓) ∈ (𝑁𝑝))
903neipeltop 23189 . . . . 5 ((𝑒𝑓) ∈ 𝐽 ↔ ((𝑒𝑓) ⊆ 𝑋 ∧ ∀𝑝 ∈ (𝑒𝑓)(𝑒𝑓) ∈ (𝑁𝑝)))
9168, 89, 90sylanbrc 592 . . . 4 (((𝜑𝑒𝐽) ∧ 𝑓𝐽) → (𝑒𝑓) ∈ 𝐽)
9291ralrimiva 3154 . . 3 ((𝜑𝑒𝐽) → ∀𝑓𝐽 (𝑒𝑓) ∈ 𝐽)
9392ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑒𝐽𝑓𝐽 (𝑒𝑓) ∈ 𝐽)
94 istopg 22955 . . 3 (𝐽 ∈ V → (𝐽 ∈ Top ↔ (∀𝑒(𝑒𝐽 𝑒𝐽) ∧ ∀𝑒𝐽𝑓𝐽 (𝑒𝑓) ∈ 𝐽)))
9541, 94syl 17 . 2 (𝜑 → (𝐽 ∈ Top ↔ (∀𝑒(𝑒𝐽 𝑒𝐽) ∧ ∀𝑒𝐽𝑓𝐽 (𝑒𝑓) ∈ 𝐽)))
9663, 93, 95mpbir2and 723 1 (𝜑𝐽 ∈ Top)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 399  w3a 1098  wal 1558   = wceq 1560  wcel 2142  wral 3076  wrex 3086  {crab 3414  Vcvv 3454  cin 3903  wss 3904  𝒫 cpw 4555   cuni 4865  wf 6517  cfv 6521  ficfi 9356  Topctop 22953
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3415  df-v 3456  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-om 7847  df-1o 8437  df-2o 8438  df-en 8928  df-fin 8931  df-fi 9357  df-top 22954
This theorem is referenced by:  neiptopnei  23192  neiptopreu  23193
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