Theorem t1connperf 23344

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 768	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝐽 ∈ Conn)
3		simprr 772	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ 𝐽)
4		vex 3438	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑥 ∈ V
5	4	snnz 4727	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
6	5	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ≠ ∅)
7	1	t1sncld 23234	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
8	7	ad2ant2r 747	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
9	1, 2, 3, 6, 8	connclo 23323	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} = 𝑋)
10	4	ensn1 8938	. . . . . . 7 ⊢ {𝑥} ≈ 1o
11	9, 10	eqbrtrrdi 5129	. . . . . 6 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝑋 ≈ 1o)
12	11	rexlimdvaa 3132	. . . . 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 3056	. . . 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 23238	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ Fre → 𝐽 ∈ Top)
17	16	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐽 ∈ Top)
18	1	isperf3 23061	. . . . 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 1117	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn ∧ ¬ 𝑋 ≈ 1o) → 𝐽 ∈ Perf)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2110   ≠ wne 2926  ∀wral 3045  ∃wrex 3054  ∅c0 4281  {csn 4574  ∪ cuni 4857   class class class wbr 5089  ‘cfv 6477  1_oc1o 8373   ≈ cen 8861  Topctop 22801  Clsdccld 22924  Perfcperf 23043  Frect1 23215  Conncconn 23319

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-id 5509  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-1o 8380  df-en 8865  df-top 22802  df-cld 22927  df-ntr 22928  df-cls 22929  df-lp 23044  df-perf 23045  df-t1 23222  df-conn 23320

This theorem is referenced by: (None)