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Theorem 1stcrest

Description: A subspace of a first-countable space is first-countable. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion 1stcrest ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → J ↾ 𝑡 A ∈ 1 st 𝜔

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 1stctop ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 → J ∈ Top
2 resttop ⊢ J ∈ Top ∧ A ∈ V → J ↾ 𝑡 A ∈ Top
3 1 2 sylan ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → J ↾ 𝑡 A ∈ Top
4 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
5 4 restuni2 ⊢ J ∈ Top ∧ A ∈ V → A ∩ ⋃ J = ⋃ J ↾ 𝑡 A
6 1 5 sylan ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → A ∩ ⋃ J = ⋃ J ↾ 𝑡 A
7 6 eleq2d ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → x ∈ A ∩ ⋃ J ↔ x ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 A
8 7 biimpar ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 A → x ∈ A ∩ ⋃ J
9 simpl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → J ∈ 1 st 𝜔
10 elinel2 ⊢ x ∈ A ∩ ⋃ J → x ∈ ⋃ J
11 4 1stcclb ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ x ∈ ⋃ J → ∃ t ∈ 𝒫 J t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a
12 9 10 11 syl2an ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J → ∃ t ∈ 𝒫 J t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a
13 simplll ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → J ∈ 1 st 𝜔
14 elpwi ⊢ t ∈ 𝒫 J → t ⊆ J
15 14 ad2antrl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ⊆ J
16 ssrest ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ t ⊆ J → t ↾ 𝑡 A ⊆ J ↾ 𝑡 A
17 13 15 16 syl2anc ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ↾ 𝑡 A ⊆ J ↾ 𝑡 A
18 ovex ⊢ J ↾ 𝑡 A ∈ V
19 18 elpw2 ⊢ t ↾ 𝑡 A ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A ↔ t ↾ 𝑡 A ⊆ J ↾ 𝑡 A
20 17 19 sylibr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ↾ 𝑡 A ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A
21 vex ⊢ t ∈ V
22 simpllr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → A ∈ V
23 restval ⊢ t ∈ V ∧ A ∈ V → t ↾ 𝑡 A = ran ⁡ v ∈ t ⟼ v ∩ A
24 21 22 23 sylancr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ↾ 𝑡 A = ran ⁡ v ∈ t ⟼ v ∩ A
25 simprrl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ≼ ω
26 1stcrestlem ⊢ t ≼ ω → ran ⁡ v ∈ t ⟼ v ∩ A ≼ ω
27 25 26 syl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ran ⁡ v ∈ t ⟼ v ∩ A ≼ ω
28 24 27 eqbrtrd ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → t ↾ 𝑡 A ≼ ω
29 1 ad3antrrr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → J ∈ Top
30 elrest ⊢ J ∈ Top ∧ A ∈ V → z ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ a ∈ J z = a ∩ A
31 29 22 30 syl2anc ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → z ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ a ∈ J z = a ∩ A
32 r19.29 ⊢ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a ∧ ∃ a ∈ J z = a ∩ A → ∃ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a ∧ z = a ∩ A
33 simprr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → x ∈ A
34 33 a1d ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → x ∈ y → x ∈ A
35 34 ancld ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → x ∈ y → x ∈ y ∧ x ∈ A
36 elin ⊢ x ∈ y ∩ A ↔ x ∈ y ∧ x ∈ A
37 35 36 imbitrrdi ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → x ∈ y → x ∈ y ∩ A
38 ssrin ⊢ y ⊆ a → y ∩ A ⊆ a ∩ A
39 37 38 anim12d1 ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → x ∈ y ∧ y ⊆ a → x ∈ y ∩ A ∧ y ∩ A ⊆ a ∩ A
40 39 reximdv ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∩ A ∧ y ∩ A ⊆ a ∩ A
41 vex ⊢ y ∈ V
42 41 inex1 ⊢ y ∩ A ∈ V
43 42 a1i ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A ∧ y ∈ t → y ∩ A ∈ V
44 simp-4r ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → A ∈ V
45 elrest ⊢ t ∈ V ∧ A ∈ V → w ∈ t ↾ 𝑡 A ↔ ∃ y ∈ t w = y ∩ A
46 21 44 45 sylancr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → w ∈ t ↾ 𝑡 A ↔ ∃ y ∈ t w = y ∩ A
47 eleq2 ⊢ w = y ∩ A → x ∈ w ↔ x ∈ y ∩ A
48 sseq1 ⊢ w = y ∩ A → w ⊆ a ∩ A ↔ y ∩ A ⊆ a ∩ A
49 47 48 anbi12d ⊢ w = y ∩ A → x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A ↔ x ∈ y ∩ A ∧ y ∩ A ⊆ a ∩ A
50 49 adantl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A ∧ w = y ∩ A → x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A ↔ x ∈ y ∩ A ∧ y ∩ A ⊆ a ∩ A
51 43 46 50 rexxfr2d ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A ↔ ∃ y ∈ t x ∈ y ∩ A ∧ y ∩ A ⊆ a ∩ A
52 40 51 sylibrd ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ A → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
53 52 expr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J → x ∈ A → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
54 53 com23 ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → x ∈ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
55 54 imim2d ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J → x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → x ∈ a → x ∈ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
56 55 imp4b ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → x ∈ a ∧ x ∈ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
57 eleq2 ⊢ z = a ∩ A → x ∈ z ↔ x ∈ a ∩ A
58 elin ⊢ x ∈ a ∩ A ↔ x ∈ a ∧ x ∈ A
59 57 58 bitrdi ⊢ z = a ∩ A → x ∈ z ↔ x ∈ a ∧ x ∈ A
60 sseq2 ⊢ z = a ∩ A → w ⊆ z ↔ w ⊆ a ∩ A
61 60 anbi2d ⊢ z = a ∩ A → x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
62 61 rexbidv ⊢ z = a ∩ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
63 59 62 imbi12d ⊢ z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ x ∈ a ∧ x ∈ A → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ a ∩ A
64 56 63 syl5ibrcom ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J ∧ x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
65 64 expimpd ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ a ∈ J → x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a ∧ z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
66 65 rexlimdva ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J → ∃ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a ∧ z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
67 32 66 syl5 ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J → ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a ∧ ∃ a ∈ J z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
68 67 expd ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J → ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ a ∈ J z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
69 68 impr ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ a ∈ J z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
70 69 adantrrl ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ a ∈ J z = a ∩ A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
71 31 70 sylbid ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → z ∈ J ↾ 𝑡 A → x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
72 71 ralrimiv ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
73 breq1 ⊢ y = t ↾ 𝑡 A → y ≼ ω ↔ t ↾ 𝑡 A ≼ ω
74 rexeq ⊢ y = t ↾ 𝑡 A → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
75 74 imbi2d ⊢ y = t ↾ 𝑡 A → x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
76 75 ralbidv ⊢ y = t ↾ 𝑡 A → ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
77 73 76 anbi12d ⊢ y = t ↾ 𝑡 A → y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z ↔ t ↾ 𝑡 A ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z
78 77 rspcev ⊢ t ↾ 𝑡 A ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A ∧ t ↾ 𝑡 A ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ t ↾ 𝑡 A x ∈ w ∧ w ⊆ z → ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
79 20 28 72 78 syl12anc ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J ∧ t ∈ 𝒫 J ∧ t ≼ ω ∧ ∀ a ∈ J x ∈ a → ∃ y ∈ t x ∈ y ∧ y ⊆ a → ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
80 12 79 rexlimddv ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ A ∩ ⋃ J → ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
81 8 80 syldan ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V ∧ x ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 A → ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
82 81 ralrimiva ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → ∀ x ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 A ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
83 eqid ⊢ ⋃ J ↾ 𝑡 A = ⋃ J ↾ 𝑡 A
84 83 is1stc2 ⊢ J ↾ 𝑡 A ∈ 1 st 𝜔 ↔ J ↾ 𝑡 A ∈ Top ∧ ∀ x ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 A ∃ y ∈ 𝒫 J ↾ 𝑡 A y ≼ ω ∧ ∀ z ∈ J ↾ 𝑡 A x ∈ z → ∃ w ∈ y x ∈ w ∧ w ⊆ z
85 3 82 84 sylanbrc ⊢ J ∈ 1 st 𝜔 ∧ A ∈ V → J ↾ 𝑡 A ∈ 1 st 𝜔