Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  smfpimbor1lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smfpimbor1lem1 41529
Description: Every open set belongs to 𝑇. This is the second step in the proof of Proposition 121E (f) of [Fremlin1] p. 38 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smfpimbor1lem1.s (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
smfpimbor1lem1.f (𝜑𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
smfpimbor1lem1.a 𝐷 = dom 𝐹
smfpimbor1lem1.j 𝐽 = (topGen‘ran (,))
smfpimbor1lem1.8 (𝜑𝐺𝐽)
smfpimbor1lem1.t 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷)}
Assertion
Ref Expression
smfpimbor1lem1 (𝜑𝐺𝑇)
Distinct variable groups:   𝐷,𝑒   𝑒,𝐹   𝑆,𝑒   𝜑,𝑒
Allowed substitution hints:   𝑇(𝑒)   𝐺(𝑒)   𝐽(𝑒)

Proof of Theorem smfpimbor1lem1
Dummy variables 𝑞 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 smfpimbor1lem1.j . . 3 𝐽 = (topGen‘ran (,))
2 smfpimbor1lem1.8 . . 3 (𝜑𝐺𝐽)
31, 2tgqioo2 40295 . 2 (𝜑 → ∃𝑞(𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞))
4 simprr 813 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝐺 = 𝑞)
5 smfpimbor1lem1.s . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
6 smfpimbor1lem1.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
7 smfpimbor1lem1.a . . . . . . . . 9 𝐷 = dom 𝐹
8 smfpimbor1lem1.t . . . . . . . . 9 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷)}
95, 6, 7, 8smfresal 41519 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ SAlg)
109adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑇 ∈ SAlg)
11 iooex 12411 . . . . . . . . . . . 12 (,) ∈ V
1211imaexi 39932 . . . . . . . . . . 11 ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V
1312a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V)
14 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
1513, 14ssexd 4957 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ∈ V)
1615adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ∈ V)
17 simpr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
18 ioofun 40299 . . . . . . . . . . . . . . 15 Fun (,)
1918a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → Fun (,))
20 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
21 fvelima 6411 . . . . . . . . . . . . . 14 ((Fun (,) ∧ 𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
2219, 20, 21syl2anc 696 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
2322adantl 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞)
24 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((,)‘𝑝) = 𝑞 → ((,)‘𝑝) = 𝑞)
2524eqcomd 2766 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞 = ((,)‘𝑝))
2625adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((,)‘𝑝))
27 1st2nd2 7373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → 𝑝 = ⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩)
2827fveq2d 6357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘𝑝) = ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩))
29 df-ov 6817 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) = ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩)
3029eqcomi 2769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))
3130a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘⟨(1st𝑝), (2nd𝑝)⟩) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3228, 31eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → ((,)‘𝑝) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3332adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → ((,)‘𝑝) = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
3426, 33eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
35343adant1 1125 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)))
36 ioossre 12448 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ⊆ ℝ
37 ovex 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ V
3837elpw 4308 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ↔ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ⊆ ℝ)
3936, 38mpbir 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ
4039a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ)
415adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → 𝑆 ∈ SAlg)
426adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → 𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
43 xp1st 7366 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℚ)
4443qred 40122 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℝ)
4544rexrd 10301 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (1st𝑝) ∈ ℝ*)
4645adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (1st𝑝) ∈ ℝ*)
47 xp2nd 7367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℚ)
4847qred 40122 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℝ)
4948rexrd 10301 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (2nd𝑝) ∈ ℝ*)
5049adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (2nd𝑝) ∈ ℝ*)
5141, 42, 7, 46, 50smfpimioo 41518 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷))
5240, 51jca 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
53 imaeq2 5620 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑒 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) → (𝐹𝑒) = (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))))
5453eleq1d 2824 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑒 = ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) → ((𝐹𝑒) ∈ (𝑆t 𝐷) ↔ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
5554, 8elrab2 3507 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇 ↔ (((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (𝐹 “ ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝))) ∈ (𝑆t 𝐷)))
5652, 55sylibr 224 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇)
57563adant3 1127 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → ((1st𝑝)(,)(2nd𝑝)) ∈ 𝑇)
5835, 57eqeltrd 2839 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) ∧ ((,)‘𝑝) = 𝑞) → 𝑞𝑇)
59583exp 1113 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑝 ∈ (ℚ × ℚ) → (((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇)))
6059rexlimdv 3168 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇))
6160adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → (∃𝑝 ∈ (ℚ × ℚ)((,)‘𝑝) = 𝑞𝑞𝑇))
6223, 61mpd 15 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑞 ∈ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
6362ssd 39769 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ⊆ 𝑇)
6463adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ⊆ 𝑇)
6517, 64sstrd 3754 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
6616, 65elpwd 4311 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ∈ 𝒫 𝑇)
67 ssdomg 8169 . . . . . . . . . 10 (((,) “ (ℚ × ℚ)) ∈ V → (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ))))
6812, 67ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ)))
69 qct 40094 . . . . . . . . . . . . 13 ℚ ≼ ω
7069, 69pm3.2i 470 . . . . . . . . . . . 12 (ℚ ≼ ω ∧ ℚ ≼ ω)
71 xpct 9049 . . . . . . . . . . . 12 ((ℚ ≼ ω ∧ ℚ ≼ ω) → (ℚ × ℚ) ≼ ω)
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (ℚ × ℚ) ≼ ω
73 fimact 9569 . . . . . . . . . . 11 (((ℚ × ℚ) ≼ ω ∧ Fun (,)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω)
7472, 18, 73mp2an 710 . . . . . . . . . 10 ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω
7574a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω)
76 domtr 8176 . . . . . . . . 9 ((𝑞 ≼ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ≼ ω) → 𝑞 ≼ ω)
7768, 75, 76syl2anc 696 . . . . . . . 8 (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) → 𝑞 ≼ ω)
7877adantl 473 . . . . . . 7 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞 ≼ ω)
7910, 66, 78salunicl 41057 . . . . . 6 ((𝜑𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ))) → 𝑞𝑇)
8079adantrr 755 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝑞𝑇)
814, 80eqeltrd 2839 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞)) → 𝐺𝑇)
8281ex 449 . . 3 (𝜑 → ((𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞) → 𝐺𝑇))
8382exlimdv 2010 . 2 (𝜑 → (∃𝑞(𝑞 ⊆ ((,) “ (ℚ × ℚ)) ∧ 𝐺 = 𝑞) → 𝐺𝑇))
843, 83mpd 15 1 (𝜑𝐺𝑇)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wex 1853  wcel 2139  wrex 3051  {crab 3054  Vcvv 3340  wss 3715  𝒫 cpw 4302  cop 4327   cuni 4588   class class class wbr 4804   × cxp 5264  ccnv 5265  dom cdm 5266  ran crn 5267  cima 5269  Fun wfun 6043  cfv 6049  (class class class)co 6814  ωcom 7231  1st c1st 7332  2nd c2nd 7333  cdom 8121  cr 10147  *cxr 10285  cq 12001  (,)cioo 12388  t crest 16303  topGenctg 16320  SAlgcsalg 41049  SMblFncsmblfn 41433
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 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cc 9469  ax-ac2 9497  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
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 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-omul 7735  df-er 7913  df-map 8027  df-pm 8028  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-sup 8515  df-inf 8516  df-oi 8582  df-card 8975  df-acn 8978  df-ac 9149  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-q 12002  df-rp 12046  df-ioo 12392  df-ico 12394  df-fl 12807  df-rest 16305  df-topgen 16326  df-bases 20972  df-salg 41050  df-smblfn 41434
This theorem is referenced by:  smfpimbor1lem2  41530
  Copyright terms: Public domain W3C validator