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Theorem ntrneik3 38394
Description: The intersection of interiors of any pair is a subset of the interior of the intersection if and only if the intersection of any two neighborhoods of a point is also a neighborhood. (Contributed by RP, 19-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ntrnei.o |- O = ( i e. _V , j e. _V |-> ( k e. ( ~P j ^m i ) |-> ( l e. j |-> { m e. i | l e. ( k ` m ) } ) ) )
ntrnei.f |- F = ( ~P B O B )
ntrnei.r |- ( ph -> I F N )
Assertion
Ref Expression
ntrneik3 |- ( ph -> ( A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
Distinct variable groups:   B, i, j, k, l, m, s, t, x   k, I, l, m, x   ph, i, j, k, l, s, t, x
Allowed substitution hints:   ph( m)   F( x, t, i, j, k, m, s, l)   I( t, i, j, s)   N( x, t, i, j, k, m, s, l)   O( x, t, i, j, k, m, s, l)
Proof of Theorem ntrneik3
StepHypRef Expression
1 dfss3 3592 . . . . . 6 |- ( ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) x e. ( I ` ( s i^i t ) ) )
2 ntrnei.o . . . . . . . . . . . . . 14 |- O = ( i e. _V , j e. _V |-> ( k e. ( ~P j ^m i ) |-> ( l e. j |-> { m e. i | l e. ( k ` m ) } ) ) )
3 ntrnei.f . . . . . . . . . . . . . 14 |- F = ( ~P B O B )
4 ntrnei.r . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> I F N )
52, 3, 4ntrneiiex 38374 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ph -> I e. ( ~P B ^m ~P B ) )
6 elmapi 7879 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( I e. ( ~P B ^m ~P B ) -> I : ~P B --> ~P B )
75, 6syl 17 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> I : ~P B --> ~P B )
87ffvelrnda 6359 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ s e. ~P B ) -> ( I ` s ) e. ~P B )
98elpwid 4170 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ s e. ~P B ) -> ( I ` s ) C_ B )
10 ssinss1 3841 . . . . . . . . . 10 |- ( ( I ` s ) C_ B -> ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ B )
119, 10syl 17 . . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ s e. ~P B ) -> ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ B )
1211adantr 481 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) -> ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ B )
13 ralss 3668 . . . . . . . 8 |- ( ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ B -> ( A. x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) x e. ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) -> x e. ( I ` ( s i^i t ) ) ) ) )
1412, 13syl 17 . . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) -> ( A. x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) x e. ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) -> x e. ( I ` ( s i^i t ) ) ) ) )
15 elin 3796 . . . . . . . . . 10 |- ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) <-> ( x e. ( I ` s ) /\ x e. ( I ` t ) ) )
164ad3antrrr 766 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> I F N )
17 simpr 477 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> x e. B )
18 simpllr 799 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> s e. ~P B )
192, 3, 16, 17, 18ntrneiel 38379 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( x e. ( I ` s ) <-> s e. ( N ` x ) ) )
20 simplr 792 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> t e. ~P B )
212, 3, 16, 17, 20ntrneiel 38379 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( x e. ( I ` t ) <-> t e. ( N ` x ) ) )
2219, 21anbi12d 747 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( ( x e. ( I ` s ) /\ x e. ( I ` t ) ) <-> ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) ) )
2315, 22syl5bb 272 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) <-> ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) ) )
242, 3, 4ntrneibex 38371 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> B e. _V )
2524ad3antrrr 766 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> B e. _V )
2618elpwid 4170 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> s C_ B )
27 ssinss1 3841 . . . . . . . . . . . 12 |- ( s C_ B -> ( s i^i t ) C_ B )
2826, 27syl 17 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( s i^i t ) C_ B )
2925, 28sselpwd 4807 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( s i^i t ) e. ~P B )
302, 3, 16, 17, 29ntrneiel 38379 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( x e. ( I ` ( s i^i t ) ) <-> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) )
3123, 30imbi12d 334 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) /\ x e. B ) -> ( ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) -> x e. ( I ` ( s i^i t ) ) ) <-> ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
3231ralbidva 2985 . . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) -> ( A. x e. B ( x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) -> x e. ( I ` ( s i^i t ) ) ) <-> A. x e. B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
3314, 32bitrd 268 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) -> ( A. x e. ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) x e. ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
341, 33syl5bb 272 . . . . 5 |- ( ( ( ph /\ s e. ~P B ) /\ t e. ~P B ) -> ( ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
3534ralbidva 2985 . . . 4 |- ( ( ph /\ s e. ~P B ) -> ( A. t e. ~P B ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. t e. ~P B A. x e. B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
36 ralcom 3098 . . . 4 |- ( A. t e. ~P B A. x e. B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) <-> A. x e. B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) )
3735, 36syl6bb 276 . . 3 |- ( ( ph /\ s e. ~P B ) -> ( A. t e. ~P B ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
3837ralbidva 2985 . 2 |- ( ph -> ( A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. s e. ~P B A. x e. B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
39 ralcom 3098 . 2 |- ( A. s e. ~P B A. x e. B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) <-> A. x e. B A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) )
4038, 39syl6bb 276 1 |- ( ph -> ( A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( I ` s ) i^i ( I ` t ) ) C_ ( I ` ( s i^i t ) ) <-> A. x e. B A. s e. ~P B A. t e. ~P B ( ( s e. ( N ` x ) /\ t e. ( N ` x ) ) -> ( s i^i t ) e. ( N ` x ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 196   /\ wa 384   = wceq 1483   e. wcel 1990   A.wral 2912   {crab 2916   _Vcvv 3200   i^i cin 3573   C_ wss 3574   ~Pcpw 4158   class class class wbr 4653   |-> cmpt 4729   -->wf 5884   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   |-> cmpt2 6652   ^m cmap 7857
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-id 5024  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-map 7859
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