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Theorem 1stcfb

Description: For any point A in a first-countable topology, there is a function f : NN --> J enumerating neighborhoods of A which is decreasing and forms a local base. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Hypothesis 1stcclb.1 X=J
Assertion 1stcfb J1st𝜔AXff:JkAfkfk+1fkyJAykfky

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 1stcclb.1 X=J
2 1 1stcclb J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwz
3 simplr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzAX
4 eleq2 z=XAzAX
5 sseq2 z=XwzwX
6 5 anbi2d z=XAwwzAwwX
7 6 rexbidv z=XwxAwwzwxAwwX
8 4 7 imbi12d z=XAzwxAwwzAXwxAwwX
9 simprrr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzzJAzwxAwwz
10 1stctop J1st𝜔JTop
11 10 ad2antrr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzJTop
12 1 topopn JTopXJ
13 11 12 syl J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzXJ
14 8 9 13 rspcdva J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzAXwxAwwX
15 3 14 mpd J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzwxAwwX
16 simpl AwwXAw
17 16 reximi wxAwwXwxAw
18 15 17 syl J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzwxAw
19 eleq2w w=aAwAa
20 19 cbvrexvw wxAwaxAa
21 18 20 sylib J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzaxAa
22 rabn0 ax|AaaxAa
23 21 22 sylibr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzax|Aa
24 vex xV
25 24 rabex ax|AaV
26 25 0sdom ax|Aaax|Aa
27 23 26 sylibr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzax|Aa
28 ssrab2 ax|Aax
29 ssdomg xVax|Aaxax|Aax
30 24 28 29 mp2 ax|Aax
31 simprrl J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzxω
32 nnenom ω
33 32 ensymi ω
34 domentr xωωx
35 31 33 34 sylancl J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzx
36 domtr ax|Aaxxax|Aa
37 30 35 36 sylancr J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzax|Aa
38 fodomr ax|Aaax|Aagg:ontoax|Aa
39 27 37 38 syl2anc J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzgg:ontoax|Aa
40 10 ad3antrrr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AanJTop
41 imassrn g1nrang
42 forn g:ontoax|Aarang=ax|Aa
43 42 ad2antll J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aarang=ax|Aa
44 simprll J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aax𝒫J
45 44 elpwid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AaxJ
46 28 45 sstrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aaax|AaJ
47 43 46 eqsstrd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AarangJ
48 47 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AanrangJ
49 41 48 sstrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1nJ
50 fz1ssnn 1n
51 fof g:ontoax|Aag:ax|Aa
52 51 ad2antll J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aag:ax|Aa
53 52 fdmd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aadomg=
54 50 53 sseqtrrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aa1ndomg
55 54 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aan1ndomg
56 sseqin2 1ndomgdomg1n=1n
57 55 56 sylib J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aandomg1n=1n
58 elfz1end nn1n
59 ne0i n1n1n
60 59 adantl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aan1n1n
61 58 60 sylan2b J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aan1n
62 57 61 eqnetrd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aandomg1n
63 imadisj g1n=domg1n=
64 63 necon3bii g1ndomg1n
65 62 64 sylibr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1n
66 fzfid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aan1nFin
67 52 ffund J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AaFung
68 fores Fung1ndomgg1n:1nontog1n
69 67 55 68 syl2an2r J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1n:1nontog1n
70 fofi 1nFing1n:1nontog1ng1nFin
71 66 69 70 syl2anc J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1nFin
72 fiinopn JTopg1nJg1ng1nFing1nJ
73 72 imp JTopg1nJg1ng1nFing1nJ
74 40 49 65 71 73 syl13anc J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1nJ
75 74 fmpttd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1n:J
76 imassrn g1krang
77 43 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakrang=ax|Aa
78 76 77 sseqtrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakg1kax|Aa
79 id AnAn
80 79 rgenw nxAnAn
81 eleq2w a=nAaAn
82 81 ralrab nax|AaAnnxAnAn
83 80 82 mpbir nax|AaAn
84 ssralv g1kax|Aanax|AaAnng1kAn
85 78 83 84 mpisyl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1kAn
86 elintg AXAg1kng1kAn
87 86 ad3antlr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AakAg1kng1kAn
88 85 87 mpbird J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AakAg1k
89 eqid ng1n=ng1n
90 oveq2 n=k1n=1k
91 90 imaeq2d n=kg1n=g1k
92 91 inteqd n=kg1n=g1k
93 simpr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakk
94 74 ralrimiva J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aang1nJ
95 92 eleq1d n=kg1nJg1kJ
96 95 rspccva ng1nJkg1kJ
97 94 96 sylan J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakg1kJ
98 89 92 93 97 fvmptd3 J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1nk=g1k
99 88 98 eleqtrrd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AakAng1nk
100 fzssp1 1k1k+1
101 imass2 1k1k+1g1kg1k+1
102 100 101 mp1i J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakg1kg1k+1
103 intss g1kg1k+1g1k+1g1k
104 102 103 syl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakg1k+1g1k
105 oveq2 n=k+11n=1k+1
106 105 imaeq2d n=k+1g1n=g1k+1
107 106 inteqd n=k+1g1n=g1k+1
108 peano2nn kk+1
109 108 adantl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakk+1
110 107 eleq1d n=k+1g1nJg1k+1J
111 110 rspccva ng1nJk+1g1k+1J
112 94 108 111 syl2an J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakg1k+1J
113 89 107 109 112 fvmptd3 J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1nk+1=g1k+1
114 104 113 98 3sstr4d J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1nk+1ng1nk
115 99 114 jca J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AakAng1nkng1nk+1ng1nk
116 115 ralrimiva J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AakAng1nkng1nk+1ng1nk
117 simprlr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AazJAzwxAwwz
118 eleq2w z=yAzAy
119 sseq2 z=ywzwy
120 119 anbi2d z=yAwwzAwwy
121 120 rexbidv z=ywxAwwzwxAwwy
122 118 121 imbi12d z=yAzwxAwwzAywxAwwy
123 122 rspccva zJAzwxAwwzyJAywxAwwy
124 117 123 sylan J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJAywxAwwy
125 eleq2w a=wAaAw
126 125 rexrab wax|AawywxAwwy
127 43 rexeqdv J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aawrangwywax|Aawy
128 fofn g:ontoax|AagFn
129 128 ad2antll J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AagFn
130 sseq1 w=gkwygky
131 130 rexrn gFnwrangwykgky
132 129 131 syl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aawrangwykgky
133 127 132 bitr3d J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aawax|Aawykgky
134 133 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJwax|Aawykgky
135 elfz1end kk1k
136 fz1ssnn 1k
137 53 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJdomg=
138 136 137 sseqtrrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJ1kdomg
139 funfvima2 Fung1kdomgk1kgkg1k
140 67 138 139 syl2an2r J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJk1kgkg1k
141 140 imp J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJk1kgkg1k
142 135 141 sylan2b J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJkgkg1k
143 intss1 gkg1kg1kgk
144 sstr2 g1kgkgkyg1ky
145 142 143 144 3syl J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJkgkyg1ky
146 145 reximdva J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJkgkykg1ky
147 134 146 sylbid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJwax|Aawykg1ky
148 126 147 biimtrrid J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJwxAwwykg1ky
149 124 148 syld J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJAykg1ky
150 98 sseq1d J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1nkyg1ky
151 150 rexbidva J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aakng1nkykg1ky
152 151 adantr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJkng1nkykg1ky
153 149 152 sylibrd J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJAykng1nky
154 153 ralrimiva J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|AayJAykng1nky
155 nnex V
156 155 mptex ng1nV
157 feq1 f=ng1nf:Jng1n:J
158 fveq1 f=ng1nfk=ng1nk
159 158 eleq2d f=ng1nAfkAng1nk
160 fveq1 f=ng1nfk+1=ng1nk+1
161 160 158 sseq12d f=ng1nfk+1fkng1nk+1ng1nk
162 159 161 anbi12d f=ng1nAfkfk+1fkAng1nkng1nk+1ng1nk
163 162 ralbidv f=ng1nkAfkfk+1fkkAng1nkng1nk+1ng1nk
164 158 sseq1d f=ng1nfkyng1nky
165 164 rexbidv f=ng1nkfkykng1nky
166 165 imbi2d f=ng1nAykfkyAykng1nky
167 166 ralbidv f=ng1nyJAykfkyyJAykng1nky
168 157 163 167 3anbi123d f=ng1nf:JkAfkfk+1fkyJAykfkyng1n:JkAng1nkng1nk+1ng1nkyJAykng1nky
169 156 168 spcev ng1n:JkAng1nkng1nk+1ng1nkyJAykng1nkyff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
170 75 116 154 169 syl3anc J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aaff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
171 170 expr J1st𝜔AXx𝒫JzJAzwxAwwzg:ontoax|Aaff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
172 171 adantrrl J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzg:ontoax|Aaff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
173 172 exlimdv J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzgg:ontoax|Aaff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
174 39 173 mpd J1st𝜔AXx𝒫JxωzJAzwxAwwzff:JkAfkfk+1fkyJAykfky
175 2 174 rexlimddv J1st𝜔AXff:JkAfkfk+1fkyJAykfky