Users' Mathboxes Mathbox for Chen-Pang He < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  onsucsuccmpi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem onsucsuccmpi 37070
Description: The successor of a successor ordinal number is a compact topology, proven without the Axiom of Regularity. (Contributed by Chen-Pang He, 18-Oct-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
onsucsuccmpi.1 𝐴 ∈ On
Assertion
Ref Expression
onsucsuccmpi suc suc 𝐴 ∈ Comp

Proof of Theorem onsucsuccmpi
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 onsucsuccmpi.1 . . . 4 𝐴 ∈ On
21onsuci 7839 . . 3 suc 𝐴 ∈ On
3 onsuctop 37060 . . 3 (suc 𝐴 ∈ On → suc suc 𝐴 ∈ Top)
42, 3ax-mp 5 . 2 suc suc 𝐴 ∈ Top
51onirri 6476 . . . . . . 7 ¬ 𝐴𝐴
61, 1onsucssi 7841 . . . . . . 7 (𝐴𝐴 ↔ suc 𝐴𝐴)
75, 6mtbi 325 . . . . . 6 ¬ suc 𝐴𝐴
8 sseq1 3959 . . . . . 6 (suc 𝐴 = 𝑦 → (suc 𝐴𝐴 𝑦𝐴))
97, 8mtbii 329 . . . . 5 (suc 𝐴 = 𝑦 → ¬ 𝑦𝐴)
10 elpwi 4567 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴𝑦 ⊆ suc 𝐴)
1110unissd 4880 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴 𝑦 suc 𝐴)
121onunisuci 6483 . . . . . 6 suc 𝐴 = 𝐴
1311, 12sseqtrdi 3974 . . . . 5 (𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴 𝑦𝐴)
149, 13nsyl 141 . . . 4 (suc 𝐴 = 𝑦 → ¬ 𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴)
15 eldif 3912 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴}) ∖ 𝒫 suc 𝐴) ↔ (𝑦 ∈ 𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴}) ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴))
16 elpwunsn 4648 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴}) ∖ 𝒫 suc 𝐴) → suc 𝐴𝑦)
1715, 16sylbir 238 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ 𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴}) ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴) → suc 𝐴𝑦)
1817ex 418 . . . . 5 (𝑦 ∈ 𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴}) → (¬ 𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴 → suc 𝐴𝑦))
19 df-suc 6367 . . . . . 6 suc suc 𝐴 = (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴})
2019pweqi 4576 . . . . 5 𝒫 suc suc 𝐴 = 𝒫 (suc 𝐴 ∪ {suc 𝐴})
2118, 20eleq2s 2880 . . . 4 (𝑦 ∈ 𝒫 suc suc 𝐴 → (¬ 𝑦 ∈ 𝒫 suc 𝐴 → suc 𝐴𝑦))
22 snelpwi 5423 . . . . 5 (suc 𝐴𝑦 → {suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦)
23 snfi 9054 . . . . . . . 8 {suc 𝐴} ∈ Fin
2423jctr 534 . . . . . . 7 ({suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦 → ({suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦 ∧ {suc 𝐴} ∈ Fin))
25 elin 3918 . . . . . . 7 ({suc 𝐴} ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin) ↔ ({suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦 ∧ {suc 𝐴} ∈ Fin))
2624, 25sylibr 237 . . . . . 6 ({suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦 → {suc 𝐴} ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin))
272elexi 3475 . . . . . . . 8 suc 𝐴 ∈ V
2827unisn 4889 . . . . . . 7 {suc 𝐴} = suc 𝐴
2928eqcomi 2771 . . . . . 6 suc 𝐴 = {suc 𝐴}
30 unieq 4881 . . . . . . 7 (𝑧 = {suc 𝐴} → 𝑧 = {suc 𝐴})
3130rspceeqv 3602 . . . . . 6 (({suc 𝐴} ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin) ∧ suc 𝐴 = {suc 𝐴}) → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧)
3226, 29, 31sylancl 598 . . . . 5 ({suc 𝐴} ∈ 𝒫 𝑦 → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧)
3322, 32syl 18 . . . 4 (suc 𝐴𝑦 → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧)
3414, 21, 33syl56 37 . . 3 (𝑦 ∈ 𝒫 suc suc 𝐴 → (suc 𝐴 = 𝑦 → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧))
3534rgen 3080 . 2 𝑦 ∈ 𝒫 suc suc 𝐴(suc 𝐴 = 𝑦 → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧)
362onunisuci 6483 . . . 4 suc suc 𝐴 = suc 𝐴
3736eqcomi 2771 . . 3 suc 𝐴 = suc suc 𝐴
3837iscmp 23619 . 2 (suc suc 𝐴 ∈ Comp ↔ (suc suc 𝐴 ∈ Top ∧ ∀𝑦 ∈ 𝒫 suc suc 𝐴(suc 𝐴 = 𝑦 → ∃𝑧 ∈ (𝒫 𝑦 ∩ Fin)suc 𝐴 = 𝑧)))
394, 35, 38mpbir2an 724 1 suc suc 𝐴 ∈ Comp
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3078  wrex 3088  cdif 3899  cun 3900  cin 3901  wss 3902  𝒫 cpw 4560  {csn 4587   cuni 4870  Oncon0 6361  suc csuc 6363  Fincfn 8956  Topctop 23124  Compccmp 23617
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rab 3415  df-v 3455  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-om 7867  df-1o 8459  df-en 8957  df-fin 8960  df-topgen 17534  df-top 23125  df-bases 23177  df-cmp 23618
This theorem is used by:  onsucsuccmp  37071
  Copyright terms: Public domain W3C validator