Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  smfpimbor1lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smfpimbor1lem1 42637
Description: Every open set belongs to 𝑇. This is the second step in the proof of Proposition 121E (f) of [Fremlin1] p. 38 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smfpimbor1lem1.s (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
smfpimbor1lem1.f (𝜑𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
smfpimbor1lem1.a 𝐷 = dom 𝐹
smfpimbor1lem1.j 𝐽 = (topGen‘ran (,))
smfpimbor1lem1.8 (𝜑𝐺𝐽)
smfpimbor1lem1.t 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷)}
Assertion
Ref Expression
smfpimbor1lem1 (𝜑𝐺𝑇)
Distinct variable groups:   𝐷,𝑒   𝑒,𝐹   𝑆,𝑒   𝜑,𝑒
Allowed substitution hints:   𝑇(𝑒)   𝐺(𝑒)   𝐽(𝑒)

Proof of Theorem smfpimbor1lem1
Dummy variables 𝑞 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 smfpimbor1lem1.j . . 3 𝐽 = (topGen‘ran (,))
2 smfpimbor1lem1.8 . . 3 (𝜑𝐺𝐽)
31, 2tgqioo2 41386 . 2 (𝜑 → ∃𝑞(𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞))
4 simprr 769 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝐺 = 𝑞)
5 smfpimbor1lem1.s . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
6 smfpimbor1lem1.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
7 smfpimbor1lem1.a . . . . . . . . 9 𝐷 = dom 𝐹
8 smfpimbor1lem1.t . . . . . . . . 9 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷)}
95, 6, 7, 8smfresal 42627 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ SAlg)
109adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑇 ∈ SAlg)
11 iooex 12615 . . . . . . . . . . . 12 (,) ∈ V
1211imaexi 41047 . . . . . . . . . . 11 ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V
1312a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V)
14 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
1513, 14ssexd 5126 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ∈ V)
1615adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ∈ V)
17 simpr 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
18 ioofun 41390 . . . . . . . . . . . . . . 15 Fun (,)
1918a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → Fun (,))
20 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
21 fvelima 6606 . . . . . . . . . . . . . 14 ((Fun (,) ∧ 𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
2219, 20, 21syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
2322adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
24 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((,)‘𝑝) = 𝑞 → ((,)‘𝑝) = 𝑞)
2524eqcomd 2803 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞 = ((,)‘𝑝))
2625adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((,)‘𝑝))
27 1st2nd2 7591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → 𝑝 = ⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩)
2827fveq2d 6549 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘𝑝) = ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩))
29 df-ov 7026 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) = ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩)
3029eqcomi 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))
3130a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3228, 31eqtrd 2833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘𝑝) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3332adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → ((,)‘𝑝) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3426, 33eqtrd 2833 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
35343adant1 1123 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
36 ioossre 12652 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ⊆ ℝ
37 ovex 7055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ V
3837elpw 4465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ↔ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ⊆ ℝ)
3936, 38mpbir 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ
4039a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ)
415adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → 𝑆 ∈ SAlg)
426adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → 𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
43 xp1st 7584 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℚ)
4443qred 41219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℝ)
4544rexrd 10544 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℝ*)
4645adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (1st𝑝) ∈ ℝ*)
47 xp2nd 7585 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℚ)
4847qred 41219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℝ)
4948rexrd 10544 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℝ*)
5049adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (2nd𝑝) ∈ ℝ*)
5141, 42, 7, 46, 50smfpimioo 42626 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷))
5240, 51jca 512 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
53 imaeq2 5809 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑒 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) → (𝐹𝑒) = (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))))
5453eleq1d 2869 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑒 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) → ((𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷) ↔ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
5554, 8elrab2 3624 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇 ↔ (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
5652, 55sylibr 235 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇)
57563adant3 1125 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇)
5835, 57eqeltrd 2885 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞𝑇)
59583exp 1112 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇)))
6059rexlimdv 3248 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇))
6160adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → (∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇))
6223, 61mpd 15 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
6362ssd 40904 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ⊆ 𝑇)
6463adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ⊆ 𝑇)
6517, 64sstrd 3905 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
6616, 65elpwd 4468 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ∈ 𝒫 𝑇)
67 ssdomg 8410 . . . . . . . . . 10 (((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V → (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ))))
6812, 67ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
69 qct 41192 . . . . . . . . . . . . 13 ℚ ≼ ω
7069, 69pm3.2i 471 . . . . . . . . . . . 12 (ℚ ≼ ω ∧ ℚ ≼ ω)
71 xpct 9295 . . . . . . . . . . . 12 ((ℚ ≼ ω ∧ ℚ ≼ ω) → (ℚ × ℚ) ≼ ω)
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (ℚ × ℚ) ≼ ω
73 fimact 9810 . . . . . . . . . . 11 (((ℚ × ℚ) ≼ ω ∧ Fun (,)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω)
7472, 18, 73mp2an 688 . . . . . . . . . 10 ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω
7574a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω)
76 domtr 8417 . . . . . . . . 9 ((𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω) → 𝑞 ≼ ω)
7768, 75, 76syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ω)
7877adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ≼ ω)
7910, 66, 78salunicl 42165 . . . . . 6 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
8079adantrr 713 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝑞𝑇)
814, 80eqeltrd 2885 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝐺𝑇)
8281ex 413 . . 3 (𝜑 → ((𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞) → 𝐺𝑇))
8382exlimdv 1915 . 2 (𝜑 → (∃𝑞(𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞) → 𝐺𝑇))
843, 83mpd 15 1 (𝜑𝐺𝑇)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  w3a 1080   = wceq 1525  wex 1765  wcel 2083  wrex 3108  {crab 3111  Vcvv 3440  wss 3865  𝒫 cpw 4459  cop 4484   cuni 4751   class class class wbr 4968   × cxp 5448  ccnv 5449  dom cdm 5450  ran crn 5451  cima 5453  Fun wfun 6226  cfv 6232  (class class class)co 7023  ωcom 7443  1st c1st 7550  2nd c2nd 7551  cdom 8362  cr 10389  *cxr 10527  cq 12201  (,)cioo 12592  t crest 16527  topGenctg 16544  SAlgcsalg 42157  SMblFncsmblfn 42541
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1781  ax-4 1795  ax-5 1892  ax-6 1951  ax-7 1996  ax-8 2085  ax-9 2093  ax-10 2114  ax-11 2128  ax-12 2143  ax-13 2346  ax-ext 2771  ax-rep 5088  ax-sep 5101  ax-nul 5108  ax-pow 5164  ax-pr 5228  ax-un 7326  ax-inf2 8957  ax-cc 9710  ax-ac2 9738  ax-cnex 10446  ax-resscn 10447  ax-1cn 10448  ax-icn 10449  ax-addcl 10450  ax-addrcl 10451  ax-mulcl 10452  ax-mulrcl 10453  ax-mulcom 10454  ax-addass 10455  ax-mulass 10456  ax-distr 10457  ax-i2m1 10458  ax-1ne0 10459  ax-1rid 10460  ax-rnegex 10461  ax-rrecex 10462  ax-cnre 10463  ax-pre-lttri 10464  ax-pre-lttrn 10465  ax-pre-ltadd 10466  ax-pre-mulgt0 10467  ax-pre-sup 10468
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1528  df-ex 1766  df-nf 1770  df-sb 2045  df-mo 2578  df-eu 2614  df-clab 2778  df-cleq 2790  df-clel 2865  df-nfc 2937  df-ne 2987  df-nel 3093  df-ral 3112  df-rex 3113  df-reu 3114  df-rmo 3115  df-rab 3116  df-v 3442  df-sbc 3712  df-csb 3818  df-dif 3868  df-un 3870  df-in 3872  df-ss 3880  df-pss 3882  df-nul 4218  df-if 4388  df-pw 4461  df-sn 4479  df-pr 4481  df-tp 4483  df-op 4485  df-uni 4752  df-int 4789  df-iun 4833  df-iin 4834  df-br 4969  df-opab 5031  df-mpt 5048  df-tr 5071  df-id 5355  df-eprel 5360  df-po 5369  df-so 5370  df-fr 5409  df-se 5410  df-we 5411  df-xp 5456  df-rel 5457  df-cnv 5458  df-co 5459  df-dm 5460  df-rn 5461  df-res 5462  df-ima 5463  df-pred 6030  df-ord 6076  df-on 6077  df-lim 6078  df-suc 6079  df-iota 6196  df-fun 6234  df-fn 6235  df-f 6236  df-f1 6237  df-fo 6238  df-f1o 6239  df-fv 6240  df-isom 6241  df-riota 6984  df-ov 7026  df-oprab 7027  df-mpo 7028  df-om 7444  df-1st 7552  df-2nd 7553  df-wrecs 7805  df-recs 7867  df-rdg 7905  df-1o 7960  df-oadd 7964  df-omul 7965  df-er 8146  df-map 8265  df-pm 8266  df-en 8365  df-dom 8366  df-sdom 8367  df-fin 8368  df-sup 8759  df-inf 8760  df-oi 8827  df-card 9221  df-acn 9224  df-ac 9395  df-pnf 10530  df-mnf 10531  df-xr 10532  df-ltxr 10533  df-le 10534  df-sub 10725  df-neg 10726  df-div 11152  df-nn 11493  df-n0 11752  df-z 11836  df-uz 12098  df-q 12202  df-rp 12244  df-ioo 12596  df-ico 12598  df-fl 13016  df-rest 16529  df-topgen 16550  df-bases 21242  df-salg 42158  df-smblfn 42542
This theorem is referenced by:  smfpimbor1lem2  42638
  Copyright terms: Public domain W3C validator