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

Theorem pptbas 23381
Description: The particular point topology is generated by a basis consisting of pairs {𝑥, 𝑃} for each 𝑥 ∈ 𝐴. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
pptbas ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑥 ∨ 𝑥 = ∅)} = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {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 23380 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∈ (TopOn‘𝐴))
2 topontop 23286 . . . 4 ({𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∈ (TopOn‘𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∈ Top)
31, 2syl 18 . . 3 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∈ Top)
4 eleq2 2853 . . . . . . 7 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → (𝑃 ∈ 𝑦 ↔ 𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃}))
5 eqeq1 2767 . . . . . . 7 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → (𝑦 = ∅ ↔ {𝑥, 𝑃} = ∅))
64, 5orbi12d 932 . . . . . 6 (𝑦 = {𝑥, 𝑃} → ((𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅) ↔ (𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃} ∨ {𝑥, 𝑃} = ∅)))
7 simpr 490 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝐴)
8 simplr 781 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐴)
97, 8prssd 4783 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝐴)
10 prex 5403 . . . . . . . 8 {𝑥, 𝑃} ∈ V
1110elpw 4564 . . . . . . 7 ({𝑥, 𝑃} ∈ 𝒫 𝐴 ↔ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝐴)
129, 11sylibr 237 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → {𝑥, 𝑃} ∈ 𝒫 𝐴)
13 prid2g 4724 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ 𝐴 → 𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃})
1413ad2antlr 740 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃})
1514orcd 887 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑃 ∈ {𝑥, 𝑃} ∨ {𝑥, 𝑃} = ∅))
166, 12, 15elrabd 3650 . . . . 5 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → {𝑥, 𝑃} ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)})
1716fmpttd 7147 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}):𝐴⟶{𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)})
1817frnd 6748 . . 3 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) ⊆ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)})
19 eleq2 2853 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑧 → (𝑃 ∈ 𝑦 ↔ 𝑃 ∈ 𝑧))
20 eqeq1 2767 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 = ∅ ↔ 𝑧 = ∅))
2119, 20orbi12d 932 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → ((𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅) ↔ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅)))
2221elrab 3648 . . . . 5 (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ↔ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅)))
23 elpwi 4567 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 → 𝑧 ⊆ 𝐴)
2423ad2antrl 741 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) → 𝑧 ⊆ 𝐴)
2524sselda 3913 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑤 ∈ 𝐴)
26 prid1g 4723 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃})
2726adantl 487 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃})
28 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑤 ∈ 𝑧)
29 n0i 4289 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ 𝑧 → ¬ 𝑧 = ∅)
3029adantl 487 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → ¬ 𝑧 = ∅)
31 simplrr 790 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))
3231ord 878 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → (¬ 𝑃 ∈ 𝑧 → 𝑧 = ∅))
3330, 32mt3d 149 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑃 ∈ 𝑧)
3428, 33prssd 4783 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)
35 preq1 4696 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑤 → {𝑥, 𝑃} = {𝑤, 𝑃})
3635eleq2d 2850 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑤 → (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ↔ 𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃}))
3735sseq1d 3944 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑤 → ({𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧 ↔ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧))
3836, 37anbi12d 644 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑤 → ((𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧) ↔ (𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃} ∧ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
3938rspcev 3580 . . . . . . . . 9 ((𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 ∈ {𝑤, 𝑃} ∧ {𝑤, 𝑃} ⊆ 𝑧)) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4025, 27, 34, 39syl12anc 850 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4110rgenw 3084 . . . . . . . . 9 ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑥, 𝑃} ∈ V
42 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})
43 eleq2 2853 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → (𝑤 ∈ 𝑣 ↔ 𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃}))
44 sseq1 3938 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → (𝑣 ⊆ 𝑧 ↔ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4543, 44anbi12d 644 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = {𝑥, 𝑃} → ((𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧) ↔ (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
4642, 45rexrnmptw 7127 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑥, 𝑃} ∈ V → (∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧)))
4741, 46ax-mp 5 . . . . . . . 8 (∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑤 ∈ {𝑥, 𝑃} ∧ {𝑥, 𝑃} ⊆ 𝑧))
4840, 47sylibr 237 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧))
4948ralrimiva 3158 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅))) → ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧))
5049ex 418 . . . . 5 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ((𝑧 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑃 ∈ 𝑧 ∨ 𝑧 = ∅)) → ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧)))
5122, 50biimtrid 245 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} → ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧)))
5251ralrimiv 3157 . . 3 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)}∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧))
53 basgen2 23362 . . 3 (({𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∈ Top ∧ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃}) ⊆ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)}∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})(𝑤 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ⊆ 𝑧)) → (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})) = {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)})
543, 18, 52, 53syl3anc 1399 . 2 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})) = {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)})
55 eleq2 2853 . . . 4 (𝑦 = 𝑥 → (𝑃 ∈ 𝑦 ↔ 𝑃 ∈ 𝑥))
56 eqeq1 2767 . . . 4 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦 = ∅ ↔ 𝑥 = ∅))
5755, 56orbi12d 932 . . 3 (𝑦 = 𝑥 → ((𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅) ↔ (𝑃 ∈ 𝑥 ∨ 𝑥 = ∅)))
5857cbvrabv 3426 . 2 {𝑦 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑦 ∨ 𝑦 = ∅)} = {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑥 ∨ 𝑥 = ∅)}
5954, 58eqtr2di 2815 1 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑃 ∈ 𝑥 ∨ 𝑥 = ∅)} = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ {𝑥, 𝑃})))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  𝒫 cpw 4560  {cpr 4590   ↦ cmpt 5192  ran crn 5659  ‘cfv 6566  topGenctg 17658  Topctop 23266  TopOnctopon 23283
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-id 5553  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-fv 6574  df-topgen 17664  df-top 23267  df-topon 23284
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator