Theorem t1connperf 23360

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 767	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝐽 ∈ Conn)
3		simprr 771	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ 𝐽)
4		vex 3477	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑥 ∈ V
5	4	snnz 4785	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
6	5	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ≠ ∅)
7	1	t1sncld 23250	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
8	7	ad2ant2r 745	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
9	1, 2, 3, 6, 8	connclo 23339	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → {𝑥} = 𝑋)
10	4	ensn1 9048	. . . . . . 7 ⊢ {𝑥} ≈ 1o
11	9, 10	eqbrtrrdi 5192	. . . . . 6 ⊢ (((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ {𝑥} ∈ 𝐽)) → 𝑋 ≈ 1o)
12	11	rexlimdvaa 3153	. . . . 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 3069	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ 𝑋 {𝑥} ∈ 𝐽)
15	13, 14	imbitrrdi 251	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (¬ 𝑋 ≈ 1o → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
16		t1top 23254	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ Fre → 𝐽 ∈ Top)
17	16	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐽 ∈ Top)
18	1	isperf3 23077	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ Perf ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ¬ {𝑥} ∈ 𝐽))
19	18	baib 534	. . . 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 258	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn) → (¬ 𝑋 ≈ 1o → 𝐽 ∈ Perf))
22	21	3impia 1114	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐽 ∈ Conn ∧ ¬ 𝑋 ≈ 1o) → 𝐽 ∈ Perf)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2937  ∀wral 3058  ∃wrex 3067  ∅c0 4326  {csn 4632  ∪ cuni 4912   class class class wbr 5152  ‘cfv 6553  1_oc1o 8486   ≈ cen 8967  Topctop 22815  Clsdccld 22940  Perfcperf 23059  Frect1 23231  Conncconn 23335

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-ral 3059  df-rex 3068  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-iin 5003  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-id 5580  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-1o 8493  df-en 8971  df-top 22816  df-cld 22943  df-ntr 22944  df-cls 22945  df-lp 23060  df-perf 23061  df-t1 23238  df-conn 23336

This theorem is referenced by: (None)