Theorem t1connperf 23410

Description: A connected T₁ space is perfect, unless it is the topology of a singleton. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Dec-2016.)

Hypothesis

Ref	Expression
t1connperf.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
t1connperf	⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn ∧ ¬ 𝑋 ≈ 1o) → 𝐽 ∈ Perf)

Proof of Theorem t1connperf

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		t1connperf.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
2		simplr 769	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝐽 ∈ Conn)
3		simprr 773	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ 𝐽)
4		vex 3434	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑥 ∈ V
5	4	snnz 4721	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
6	5	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ≠ ∅)
7	1	t1sncld 23300	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
8	7	ad2ant2r 748	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
9	1, 2, 3, 6, 8	connclo 23389	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} = 𝑋)
10	4	ensn1 8959	. . . . . . 7 ⊢ {𝑥} ≈ 1o
11	9, 10	eqbrtrrdi 5126	. . . . . 6 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝑋 ≈ 1o)
12	11	rexlimdvaa 3140	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (∃𝑥 ∈ 𝑋 {𝑥} ∈ 𝐽 → 𝑋 ≈ 1o))
13	12	con3d 152	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (¬ 𝑋 ≈ 1o → ¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 {𝑥} ∈ 𝐽))
14		ralnex 3064	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 {𝑥} ∈ 𝐽)
15	13, 14	imbitrrdi 252	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (¬ 𝑋 ≈ 1o → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
16		t1top 23304	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ Fre → 𝐽 ∈ Top)
17	16	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐽 ∈ Top)
18	1	isperf3 23127	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ Perf ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
19	18	baib 535	. . . 4 ⊢ (𝐽 ∈ Top → (𝐽 ∈ Perf ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
20	17, 19	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (𝐽 ∈ Perf ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
21	15, 20	sylibrd 259	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (¬ 𝑋 ≈ 1o → 𝐽 ∈ Perf))
22	21	3impia 1118	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn ∧ ¬ 𝑋 ≈ 1o) → 𝐽 ∈ Perf)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052  ∃wrex 3062  ∅c0 4274  {csn 4568  ∪ cuni 4851   class class class wbr 5086  ‘cfv 6490  1_oc1o 8389   ≈ cen 8881  Topctop 22867  Clsdccld 22990  Perfcperf 23109  Frect1 23281  Conncconn 23385

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-id 5517  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-1o 8396  df-en 8885  df-top 22868  df-cld 22993  df-ntr 22994  df-cls 22995  df-lp 23110  df-perf 23111  df-t1 23288  df-conn 23386

This theorem is referenced by: (None)