MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pptbas Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pptbas 23031
Description: The particular point topology is generated by a basis consisting of pairs {𝑥, 𝑃} for each 𝑥𝐴. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
pptbas ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑥𝑥 = ∅)} = (topGen‘ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑃   𝑥,𝑉

Proof of Theorem pptbas
Dummy variables 𝑤 𝑣 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ppttop 23030 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∈ (TopOn‘𝐴))
2 topontop 22935 . . . 4 ({𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∈ (TopOn‘𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∈ Top)
31, 2syl 17 . . 3 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∈ Top)
4 eleq2 2828 . . . . . . 7 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → (𝑃𝑦𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃}))
5 eqeq1 2739 . . . . . . 7 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → (𝑦 = ∅ ↔ {𝑥, 𝑃} = ∅))
64, 5orbi12d 918 . . . . . 6 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → ((𝑃𝑦𝑦 = ∅) ↔ (𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃} ∨ {𝑥, 𝑃} = ∅)))
7 simpr 484 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
8 simplr 769 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑃𝐴)
97, 8prssd 4827 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝐴)
10 prex 5443 . . . . . . . 8 {𝑥, 𝑃} ∈ V
1110elpw 4609 . . . . . . 7 ({𝑥, 𝑃} ∈ 𝒫 𝐴 ↔ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝐴)
129, 11sylibr 234 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → {𝑥, 𝑃} ∈ 𝒫 𝐴)
13 prid2g 4766 . . . . . . . 8 (𝑃𝐴𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃})
1413ad2antlr 727 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃})
1514orcd 873 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃} ∨ {𝑥, 𝑃} = ∅))
166, 12, 15elrabd 3697 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ 𝑥𝐴) → {𝑥, 𝑃} ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)})
1716fmpttd 7135 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}):𝐴⟶{𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)})
1817frnd 6745 . . 3 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) ⊆ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)})
19 eleq2 2828 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑧 → (𝑃𝑦𝑃𝑧))
20 eqeq1 2739 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = ∅ ↔ 𝑧 = ∅))
2119, 20orbi12d 918 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → ((𝑃𝑦𝑦 = ∅) ↔ (𝑃𝑧𝑧 = ∅)))
2221elrab 3695 . . . . 5 (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ↔ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅)))
23 elpwi 4612 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴𝑧𝐴)
2423ad2antrl 728 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) → 𝑧𝐴)
2524sselda 3995 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → 𝑤𝐴)
26 prid1g 4765 . . . . . . . . . 10 (𝑤𝑧𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃})
2726adantl 481 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → 𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃})
28 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → 𝑤𝑧)
29 n0i 4346 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤𝑧 → ¬ 𝑧 = ∅)
3029adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → ¬ 𝑧 = ∅)
31 simplrr 778 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → (𝑃𝑧𝑧 = ∅))
3231ord 864 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → (¬ 𝑃𝑧𝑧 = ∅))
3330, 32mt3d 148 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → 𝑃𝑧)
3428, 33prssd 4827 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)
35 preq1 4738 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑤 → {𝑥, 𝑃} = {𝑤, 𝑃})
3635eleq2d 2825 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑤 → (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ↔ 𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃}))
3735sseq1d 4027 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑤 → ({𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧 ↔ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧))
3836, 37anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑤 → ((𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧) ↔ (𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃} ∧ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
3938rspcev 3622 . . . . . . . . 9 ((𝑤𝐴 ∧ (𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃} ∧ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)) → ∃𝑥𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4025, 27, 34, 39syl12anc 837 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → ∃𝑥𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4110rgenw 3063 . . . . . . . . 9 𝑥𝐴 {𝑥, 𝑃} ∈ V
42 eqid 2735 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) = (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})
43 eleq2 2828 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → (𝑤𝑣𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃}))
44 sseq1 4021 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → (𝑣𝑧 ↔ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4543, 44anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → ((𝑤𝑣𝑣𝑧) ↔ (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
4642, 45rexrnmptw 7115 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝐴 {𝑥, 𝑃} ∈ V → (∃𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧) ↔ ∃𝑥𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
4741, 46ax-mp 5 . . . . . . . 8 (∃𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧) ↔ ∃𝑥𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4840, 47sylibr 234 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤𝑧) → ∃𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧))
4948ralrimiva 3144 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑃𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅))) → ∀𝑤𝑧𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧))
5049ex 412 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → ((𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃𝑧𝑧 = ∅)) → ∀𝑤𝑧𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧)))
5122, 50biimtrid 242 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} → ∀𝑤𝑧𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧)))
5251ralrimiv 3143 . . 3 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)}∀𝑤𝑧𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧))
53 basgen2 23012 . . 3 (({𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∈ Top ∧ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) ⊆ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)}∀𝑤𝑧𝑣 ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤𝑣𝑣𝑧)) → (topGen‘ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})) = {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)})
543, 18, 52, 53syl3anc 1370 . 2 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → (topGen‘ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})) = {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)})
55 eleq2 2828 . . . 4 (𝑦 = 𝑥 → (𝑃𝑦𝑃𝑥))
56 eqeq1 2739 . . . 4 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦 = ∅ ↔ 𝑥 = ∅))
5755, 56orbi12d 918 . . 3 (𝑦 = 𝑥 → ((𝑃𝑦𝑦 = ∅) ↔ (𝑃𝑥𝑥 = ∅)))
5857cbvrabv 3444 . 2 {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑦𝑦 = ∅)} = {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑥𝑥 = ∅)}
5954, 58eqtr2di 2792 1 ((𝐴𝑉𝑃𝐴) → {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃𝑥𝑥 = ∅)} = (topGen‘ran (𝑥𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847   = wceq 1537  wcel 2106  wral 3059  wrex 3068  {crab 3433  Vcvv 3478  wss 3963  c0 4339  𝒫 cpw 4605  {cpr 4633  cmpt 5231  ran crn 5690  cfv 6563  topGenctg 17484  Topctop 22915  TopOnctopon 22932
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5583  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-fv 6571  df-topgen 17490  df-top 22916  df-topon 22933
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator