MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  tx2ndc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem tx2ndc 23970
Description: The topological product of two second-countable spaces is second-countable. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015.)
Assertion
Ref Expression
tx2ndc ((𝑅 ∈ 2ndω ∧ 𝑆 ∈ 2ndω) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)

Proof of Theorem tx2ndc
Dummy variables 𝑠 𝑟 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 is2ndc 23764 . 2 (𝑅 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅))
2 is2ndc 23764 . 2 (𝑆 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆))
3 reeanv 3234 . . 3 (∃𝑟 ∈ TopBases ∃𝑠 ∈ TopBases ((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) ↔ (∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)))
4 an4 669 . . . . 5 (((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) ↔ ((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) ∧ ((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)))
5 txbasval 23925 . . . . . . . . . 10 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑟 ×t 𝑠))
6 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))
76txval 23883 . . . . . . . . . 10 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (𝑟 ×t 𝑠) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
85, 7eqtrd 2795 . . . . . . . . 9 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
98adantr 486 . . . . . . . 8 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
106txbas 23886 . . . . . . . . . 10 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ TopBases)
1110adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ TopBases)
12 omelon 9647 . . . . . . . . . . . 12 ω ∈ On
13 vex 3454 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑠 ∈ V
1413xpdom1 9095 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑟 ≼ ω → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × 𝑠))
15 omex 9644 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ω ∈ V
1615xpdom2 9091 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ≼ ω → (ω × 𝑠) ≼ (ω × ω))
17 domtr 9034 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × 𝑠) ∧ (ω × 𝑠) ≼ (ω × ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
1814, 16, 17syl2an 608 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
1918adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
20 xpomen 10094 . . . . . . . . . . . . 13 (ω × ω) ≈ ω
21 domentr 9040 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω) ∧ (ω × ω) ≈ ω) → (𝑟 × 𝑠) ≼ ω)
2219, 20, 21sylancl 598 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ ω)
23 ondomen 10116 . . . . . . . . . . . 12 ((ω ∈ On ∧ (𝑟 × 𝑠) ≼ ω) → (𝑟 × 𝑠) ∈ dom card)
2412, 22, 23sylancr 599 . . . . . . . . . . 11 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ∈ dom card)
25 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))
26 vex 3454 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥 ∈ V
27 vex 3454 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑦 ∈ V
2826, 27xpex 7767 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
2925, 28fnmpoi 8081 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠)
3029a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠))
31 dffn4 6802 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠) ↔ (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)):(𝑟 × 𝑠)–onto→ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)))
3230, 31sylib 221 . . . . . . . . . . 11 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)):(𝑟 × 𝑠)–onto→ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)))
33 fodomnum 10136 . . . . . . . . . . 11 ((𝑟 × 𝑠) ∈ dom card → ((𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)):(𝑟 × 𝑠)–onto→ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ (𝑟 × 𝑠)))
3424, 32, 33sylc 66 . . . . . . . . . 10 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ (𝑟 × 𝑠))
35 domtr 9034 . . . . . . . . . 10 ((ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ (𝑟 × 𝑠) ∧ (𝑟 × 𝑠) ≼ ω) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ ω)
3634, 22, 35syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ ω)
37 2ndci 23766 . . . . . . . . 9 ((ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ TopBases ∧ ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ ω) → (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ∈ 2ndω)
3811, 36, 37syl2anc 596 . . . . . . . 8 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ∈ 2ndω)
399, 38eqeltrd 2860 . . . . . . 7 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) ∈ 2ndω)
40 oveq12 7429 . . . . . . . 8 (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑅 ×t 𝑆))
4140eleq1d 2845 . . . . . . 7 (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → (((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) ∈ 2ndω ↔ (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
4239, 41syl5ibcom 248 . . . . . 6 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
4342expimpd 459 . . . . 5 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) ∧ ((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
444, 43biimtrid 245 . . . 4 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
4544rexlimivv 3204 . . 3 (∃𝑟 ∈ TopBases ∃𝑠 ∈ TopBases ((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)
463, 45sylbir 238 . 2 ((∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)
471, 2, 46syl2anb 610 1 ((𝑅 ∈ 2ndω ∧ 𝑆 ∈ 2ndω) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∃wrex 3086   class class class wbr 5102   × cxp 5648  dom cdm 5650  ran crn 5651  Oncon0 6362   Fn wfn 6533  –onto→wfo 6536  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  ωcom 7877   ≈ cen 8970   ≼ cdom 8971  cardccrd 10016  topGenctg 17608  TopBasesctb 23263  2ndωc2ndc 23756   ×t ctx 23879
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9642
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-oi 9504  df-card 10020  df-acn 10023  df-topgen 17614  df-bases 23264  df-2ndc 23758  df-tx 23881
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator