Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cmpfiiin Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cmpfiiin 37781
Description: In a compact topology, a system of closed sets with nonempty finite intersections has a nonempty intersection. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
cmpfiiin.x 𝑋 = 𝐽
cmpfiiin.j (𝜑𝐽 ∈ Comp)
cmpfiiin.s ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
cmpfiiin.z ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → (𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅)
Assertion
Ref Expression
cmpfiiin (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) ≠ ∅)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑘,𝑙   𝑘,𝐼,𝑙   𝑘,𝐽,𝑙   𝑆,𝑙   𝑘,𝑋,𝑙
Allowed substitution hint:   𝑆(𝑘)

Proof of Theorem cmpfiiin
StepHypRef Expression
1 cmpfiiin.j . . . . 5 (𝜑𝐽 ∈ Comp)
2 cmptop 21421 . . . . 5 (𝐽 ∈ Comp → 𝐽 ∈ Top)
31, 2syl 17 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ Top)
4 cmpfiiin.x . . . . 5 𝑋 = 𝐽
54topcld 21062 . . . 4 (𝐽 ∈ Top → 𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
63, 5syl 17 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽))
7 cmpfiiin.s . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽))
84cldss 21056 . . . . 5 (𝑆 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝑆𝑋)
97, 8syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝑆𝑋)
109ralrimiva 3105 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋)
11 riinint 5538 . . 3 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
126, 10, 11syl2anc 696 . 2 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) = ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))
136snssd 4486 . . . 4 (𝜑 → {𝑋} ⊆ (Clsd‘𝐽))
14 eqid 2761 . . . . . 6 (𝑘𝐼𝑆) = (𝑘𝐼𝑆)
157, 14fmptd 6550 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐼𝑆):𝐼⟶(Clsd‘𝐽))
16 frn 6215 . . . . 5 ((𝑘𝐼𝑆):𝐼⟶(Clsd‘𝐽) → ran (𝑘𝐼𝑆) ⊆ (Clsd‘𝐽))
1715, 16syl 17 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑘𝐼𝑆) ⊆ (Clsd‘𝐽))
1813, 17unssd 3933 . . 3 (𝜑 → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽))
19 elin 3940 . . . . . . 7 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) ↔ (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin))
20 elpwi 4313 . . . . . . . 8 (𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙𝐼)
2120anim1i 593 . . . . . . 7 ((𝑙 ∈ 𝒫 𝐼𝑙 ∈ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
2219, 21sylbi 207 . . . . . 6 (𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin) → (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin))
23 cmpfiiin.z . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → (𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅)
24 nesym 2989 . . . . . . 7 ((𝑋 𝑘𝑙 𝑆) ≠ ∅ ↔ ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2523, 24sylib 208 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑙𝐼𝑙 ∈ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2622, 25sylan2 492 . . . . 5 ((𝜑𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)) → ¬ ∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
2726nrexdv 3140 . . . 4 (𝜑 → ¬ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆))
28 elrfirn2 37780 . . . . 5 ((𝑋 ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ ∀𝑘𝐼 𝑆𝑋) → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
296, 10, 28syl2anc 696 . . . 4 (𝜑 → (∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))) ↔ ∃𝑙 ∈ (𝒫 𝐼 ∩ Fin)∅ = (𝑋 𝑘𝑙 𝑆)))
3027, 29mtbird 314 . . 3 (𝜑 → ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆))))
31 cmpfii 21435 . . 3 ((𝐽 ∈ Comp ∧ ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ⊆ (Clsd‘𝐽) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)))) → ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
321, 18, 30, 31syl3anc 1477 . 2 (𝜑 ({𝑋} ∪ ran (𝑘𝐼𝑆)) ≠ ∅)
3312, 32eqnetrd 3000 1 (𝜑 → (𝑋 𝑘𝐼 𝑆) ≠ ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1632  wcel 2140  wne 2933  wral 3051  wrex 3052  cun 3714  cin 3715  wss 3716  c0 4059  𝒫 cpw 4303  {csn 4322   cuni 4589   cint 4628   ciin 4674  cmpt 4882  ran crn 5268  wf 6046  cfv 6050  Fincfn 8124  ficfi 8484  Topctop 20921  Clsdccld 21043  Compccmp 21412
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1989  ax-6 2055  ax-7 2091  ax-8 2142  ax-9 2149  ax-10 2169  ax-11 2184  ax-12 2197  ax-13 2392  ax-ext 2741  ax-sep 4934  ax-nul 4942  ax-pow 4993  ax-pr 5056  ax-un 7116
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2048  df-eu 2612  df-mo 2613  df-clab 2748  df-cleq 2754  df-clel 2757  df-nfc 2892  df-ne 2934  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rab 3060  df-v 3343  df-sbc 3578  df-csb 3676  df-dif 3719  df-un 3721  df-in 3723  df-ss 3730  df-pss 3732  df-nul 4060  df-if 4232  df-pw 4305  df-sn 4323  df-pr 4325  df-tp 4327  df-op 4329  df-uni 4590  df-int 4629  df-iun 4675  df-iin 4676  df-br 4806  df-opab 4866  df-mpt 4883  df-tr 4906  df-id 5175  df-eprel 5180  df-po 5188  df-so 5189  df-fr 5226  df-we 5228  df-xp 5273  df-rel 5274  df-cnv 5275  df-co 5276  df-dm 5277  df-rn 5278  df-res 5279  df-ima 5280  df-pred 5842  df-ord 5888  df-on 5889  df-lim 5890  df-suc 5891  df-iota 6013  df-fun 6052  df-fn 6053  df-f 6054  df-f1 6055  df-fo 6056  df-f1o 6057  df-fv 6058  df-ov 6818  df-oprab 6819  df-mpt2 6820  df-om 7233  df-1st 7335  df-2nd 7336  df-wrecs 7578  df-recs 7639  df-rdg 7677  df-1o 7731  df-2o 7732  df-oadd 7735  df-er 7914  df-map 8028  df-en 8125  df-dom 8126  df-sdom 8127  df-fin 8128  df-fi 8485  df-top 20922  df-cld 21046  df-cmp 21413
This theorem is referenced by:  kelac1  38154
  Copyright terms: Public domain W3C validator