Theorem t1sep 23335

Description: Any two distinct points in a T₁ space are separated by an open set. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Feb-2010.)

Hypothesis

Ref	Expression
t1sep.1	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽

Assertion

Ref	Expression
t1sep	⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → ∃𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝑜))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑜   𝐵,𝑜   𝑜,𝐽   𝑜,𝑋

Proof of Theorem t1sep

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr3 1198	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → 𝐴 ≠ 𝐵)
2		t1sep.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
3	2	t1sep2 23334	. . . . 5 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 → 𝐵 ∈ 𝑜) → 𝐴 = 𝐵))
4	3	3adant3r3 1186	. . . 4 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → (∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 → 𝐵 ∈ 𝑜) → 𝐴 = 𝐵))
5	4	necon3ad 2945	. . 3 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → (𝐴 ≠ 𝐵 → ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 → 𝐵 ∈ 𝑜)))
6	1, 5	mpd 15	. 2 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 → 𝐵 ∈ 𝑜))
7		rexanali 3091	. 2 ⊢ (∃𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝑜) ↔ ¬ ∀𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 → 𝐵 ∈ 𝑜))
8	6, 7	sylibr 234	1 ⊢ ((𝐽 ∈ Fre ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵)) → ∃𝑜 ∈ 𝐽 (𝐴 ∈ 𝑜 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝑜))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932  ∀wral 3051  ∃wrex 3061  ∪ cuni 4850  Frect1 23272

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 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689

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 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rab 3390  df-v 3431  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-id 5526  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fv 6506  df-topgen 17406  df-top 22859  df-topon 22876  df-cld 22984  df-t1 23279

This theorem is referenced by: (None)