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

Theorem tx2ndc 23997
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 23791 . 2 (𝑅 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅))
2 is2ndc 23791 . 2 (𝑆 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆))
3 reeanv 3238 . . 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 23952 . . . . . . . . . 10 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑟 ×t 𝑠))
6 eqid 2763 . . . . . . . . . . 11 ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))
76txval 23910 . . . . . . . . . 10 ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (𝑟 ×t 𝑠) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
85, 7eqtrd 2798 . . . . . . . . 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 23913 . . . . . . . . . 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 9671 . . . . . . . . . . . 12 ω ∈ On
13 vex 3458 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑠 ∈ V
1413xpdom1 9120 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑟 ≼ ω → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × 𝑠))
15 omex 9668 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ω ∈ V
1615xpdom2 9116 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ≼ ω → (ω × 𝑠) ≼ (ω × ω))
17 domtr 9059 . . . . . . . . . . . . . . 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 10118 . . . . . . . . . . . . 13 (ω × ω) ≈ ω
21 domentr 9065 . . . . . . . . . . . . 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 10140 . . . . . . . . . . . 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 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))
26 vex 3458 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥 ∈ V
27 vex 3458 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑦 ∈ V
2826, 27xpex 7788 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 × 𝑦) ∈ V
2925, 28fnmpoi 8103 . . . . . . . . . . . . 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 6821 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠) ↔ (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)):(𝑟 × 𝑠)⟶ontoran (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)⟶ontoran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)))
33 fodomnum 10160 . . . . . . . . . . 11 ((𝑟 × 𝑠) ∈ dom card → ((𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)):(𝑟 × 𝑠)⟶ontoran (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 9059 . . . . . . . . . 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 23793 . . . . . . . . 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 2864 . . . . . . 7 (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) ∈ 2ndω)
40 oveq12 7449 . . . . . . . 8 (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑅 ×t 𝑆))
4140eleq1d 2849 . . . . . . 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 3208 . . 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 1570   ∈ wcel 2147  ∃wrex 3090   class class class wbr 5106   × cxp 5653  dom cdm 5655  ran crn 5656  Oncon0 6377   Fn wfn 6550  ⟶ontowfo 6553  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ∈ cmpo 7442  ωcom 7898   ≈ cen 8995   ≼ cdom 8996  cardccrd 10040  topGenctg 17634  TopBasesctb 23290  2ndωc2ndc 23783   ×t ctx 23906
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-inf2 9666
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-oi 9528  df-card 10044  df-acn 10047  df-topgen 17640  df-bases 23291  df-2ndc 23785  df-tx 23908
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator