Theorem tx2ndc 23819

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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		is2ndc 23614	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅))
2		is2ndc 23614	. 2 ⊢ (𝑆 ∈ 2ndω ↔ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆))
3		reeanv 3236	. . 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 668	. . . . 5 ⊢ (((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) ↔ ((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) ∧ ((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)))
5		txbasval 23774	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑟 ×t 𝑠))
6		eqid 2762	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) = ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))
7	6	txval 23732	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (𝑟 ×t 𝑠) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
8	5, 7	eqtrd 2797	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
9	8	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))))
10	6	txbas 23735	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ TopBases)
11	10	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ∈ TopBases)
12		omelon 9613	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ω ∈ On
13		vex 3458	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝑠 ∈ V
14	13	xpdom1 9062	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑟 ≼ ω → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × 𝑠))
15		omex 9610	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ω ∈ V
16	15	xpdom2 9058	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑠 ≼ ω → (ω × 𝑠) ≼ (ω × ω))
17		domtr 9002	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × 𝑠) ∧ (ω × 𝑠) ≼ (ω × ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
18	14, 16, 17	syl2an 607	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
19	18	adantl 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω))
20		xpomen 10006	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (ω × ω) ≈ ω
21		domentr 9008	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑟 × 𝑠) ≼ (ω × ω) ∧ (ω × ω) ≈ ω) → (𝑟 × 𝑠) ≼ ω)
22	19, 20, 21	sylancl 597	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ≼ ω)
23		ondomen 10028	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((ω ∈ On ∧ (𝑟 × 𝑠) ≼ ω) → (𝑟 × 𝑠) ∈ dom card)
24	12, 22, 23	sylancr 598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑟 × 𝑠) ∈ dom card)
25		eqid 2762	. . . . . . . . . . . . . 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
28	26, 27	xpex 7750	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 × 𝑦) ∈ V
29	25, 28	fnmpoi 8065	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠)
30	29	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) Fn (𝑟 × 𝑠))
31		dffn4 6798	. . . . . . . . . . . 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)))
32	30, 31	sylib 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 10048	. . . . . . . . . . 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)))
34	24, 32, 33	sylc 66	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ (𝑟 × 𝑠))
35		domtr 9002	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ (𝑟 × 𝑠) ∧ (𝑟 × 𝑠) ≼ ω) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ ω)
36	34, 22, 35	syl2anc 595	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦)) ≼ ω)
37		2ndci 23616	. . . . . . . . 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)
38	11, 36, 37	syl2anc 595	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (topGen‘ran (𝑥 ∈ 𝑟, 𝑦 ∈ 𝑠 ↦ (𝑥 × 𝑦))) ∈ 2ndω)
39	9, 38	eqeltrd 2862	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) ∈ 2ndω)
40		oveq12 7421	. . . . . . . 8 ⊢ (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → ((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) = (𝑅 ×t 𝑆))
41	40	eleq1d 2847	. . . . . . 7 ⊢ (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → (((topGen‘𝑟) ×t (topGen‘𝑠)) ∈ 2ndω ↔ (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
42	39, 41	syl5ibcom 248	. . . . . 6 ⊢ (((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) ∧ (𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω)) → (((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
43	42	expimpd 458	. . . . 5 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (((𝑟 ≼ ω ∧ 𝑠 ≼ ω) ∧ ((topGen‘𝑟) = 𝑅 ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
44	4, 43	biimtrid 245	. . . 4 ⊢ ((𝑟 ∈ TopBases ∧ 𝑠 ∈ TopBases) → (((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω))
45	44	rexlimivv 3206	. . 3 ⊢ (∃𝑟 ∈ TopBases ∃𝑠 ∈ TopBases ((𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)
46	3, 45	sylbir 238	. 2 ⊢ ((∃𝑟 ∈ TopBases (𝑟 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑟) = 𝑅) ∧ ∃𝑠 ∈ TopBases (𝑠 ≼ ω ∧ (topGen‘𝑠) = 𝑆)) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)
47	1, 2, 46	syl2anb 609	1 ⊢ ((𝑅 ∈ 2ndω ∧ 𝑆 ∈ 2ndω) → (𝑅 ×t 𝑆) ∈ 2ndω)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1569   ∈ wcel 2142  ∃wrex 3088   class class class wbr 5108   × cxp 5658  dom cdm 5660  ran crn 5661  Oncon0 6360   Fn wfn 6531  –onto→wfo 6534  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414  ωcom 7860   ≈ cen 8938   ≼ cdom 8939  cardccrd 9928  topGenctg 17496  TopBasesctb 23113  2^ndωc2ndc 23606   ×_t ctx 23728

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-inf2 9608

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-se 5614  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-er 8692  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-oi 9470  df-card 9932  df-acn 9935  df-topgen 17502  df-bases 23114  df-2ndc 23608  df-tx 23730

This theorem is used by: (None)