Metamath Proof Explorer


Theorem 2ndcctbss

Description: If a topology is second-countable, every base has a countable subset which is a base. Exercise 16B2 in Willard. (Contributed by Jeff Hankins, 28-Jan-2010) (Proof shortened by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses 2ndcctbss.1 J=topGenB
2ndcctbss.2 S=uv|ucvcwBuwwv
Assertion 2ndcctbss BTopBasesJ2nd𝜔bTopBasesbωbBJ=topGenb

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2ndcctbss.1 J=topGenB
2 2ndcctbss.2 S=uv|ucvcwBuwwv
3 simpr BTopBasesJ2nd𝜔J2nd𝜔
4 is2ndc J2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=J
5 3 4 sylib BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=J
6 vex cV
7 6 6 xpex c×cV
8 3simpa ucvcwBuwwvucvc
9 8 ssopab2i uv|ucvcwBuwwvuv|ucvc
10 df-xp c×c=uv|ucvc
11 9 2 10 3sstr4i Sc×c
12 ssdomg c×cVSc×cSc×c
13 7 11 12 mp2 Sc×c
14 6 xpdom1 cωc×cω×c
15 omex ωV
16 15 xpdom2 cωω×cω×ω
17 domtr c×cω×cω×cω×ωc×cω×ω
18 14 16 17 syl2anc cωc×cω×ω
19 xpomen ω×ωω
20 domentr c×cω×ωω×ωωc×cω
21 18 19 20 sylancl cωc×cω
22 21 adantr cωtopGenc=Jc×cω
23 22 ad2antll BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jc×cω
24 domtr Sc×cc×cωSω
25 13 23 24 sylancr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JSω
26 2 relopabiv RelS
27 simpr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSxS
28 1st2nd RelSxSx=1stx2ndx
29 26 27 28 sylancr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSx=1stx2ndx
30 29 27 eqeltrrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxS1stx2ndxS
31 df-br 1stxS2ndx1stx2ndxS
32 fvex 1stxV
33 fvex 2ndxV
34 simpl u=1stxv=2ndxu=1stx
35 34 eleq1d u=1stxv=2ndxuc1stxc
36 simpr u=1stxv=2ndxv=2ndx
37 36 eleq1d u=1stxv=2ndxvc2ndxc
38 sseq1 u=1stxuw1stxw
39 sseq2 v=2ndxwvw2ndx
40 38 39 bi2anan9 u=1stxv=2ndxuwwv1stxww2ndx
41 40 rexbidv u=1stxv=2ndxwBuwwvwB1stxww2ndx
42 35 37 41 3anbi123d u=1stxv=2ndxucvcwBuwwv1stxc2ndxcwB1stxww2ndx
43 32 33 42 2 braba 1stxS2ndx1stxc2ndxcwB1stxww2ndx
44 31 43 bitr3i 1stx2ndxS1stxc2ndxcwB1stxww2ndx
45 44 simp3bi 1stx2ndxSwB1stxww2ndx
46 30 45 syl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSwB1stxww2ndx
47 fvi BTopBasesIB=B
48 47 ad3antrrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSIB=B
49 48 rexeqdv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSwIB1stxww2ndxwB1stxww2ndx
50 46 49 mpbird BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSwIB1stxww2ndx
51 50 ralrimiva BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JxSwIB1stxww2ndx
52 fvex IBV
53 sseq2 w=fx1stxw1stxfx
54 sseq1 w=fxw2ndxfx2ndx
55 53 54 anbi12d w=fx1stxww2ndx1stxfxfx2ndx
56 52 55 axcc4dom SωxSwIB1stxww2ndxff:SIBxS1stxfxfx2ndx
57 25 51 56 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jff:SIBxS1stxfxfx2ndx
58 47 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JIB=B
59 58 feq3d BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SIBf:SB
60 59 anbi1d BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SIBxS1stxfxfx2ndxf:SBxS1stxfxfx2ndx
61 2ndctop J2nd𝜔JTop
62 61 adantl BTopBasesJ2nd𝜔JTop
63 62 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxJTop
64 frn f:SBranfB
65 64 ad2antrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxranfB
66 bastg BTopBasesBtopGenB
67 66 ad3antrrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxBtopGenB
68 67 1 sseqtrrdi BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxBJ
69 65 68 sstrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxranfJ
70 simprrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtooJ
71 simprr cTopBasescωtopGenc=JtopGenc=J
72 71 ad2antlr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtotopGenc=J
73 70 72 eleqtrrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtootopGenc
74 simprrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtoto
75 tg2 otopGenctodctddo
76 73 74 75 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddo
77 bastg cTopBasesctopGenc
78 77 ad2antrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JctopGenc
79 78 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddoctopGenc
80 1 eqeq2i topGenc=JtopGenc=topGenB
81 80 biimpi topGenc=JtopGenc=topGenB
82 81 adantl cωtopGenc=JtopGenc=topGenB
83 82 ad2antll BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JtopGenc=topGenB
84 83 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddotopGenc=topGenB
85 79 84 sseqtrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddoctopGenB
86 simprl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddodc
87 85 86 sseldd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddodtopGenB
88 simprrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddotd
89 tg2 dtopGenBtdmBtmmd
90 87 88 89 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmd
91 66 ad3antrrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtoBtopGenB
92 91 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdBtopGenB
93 72 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdtopGenc=J
94 93 1 eqtr2di BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdtopGenB=topGenc
95 92 94 sseqtrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdBtopGenc
96 simprl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdmB
97 95 96 sseldd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdmtopGenc
98 simprrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdtm
99 tg2 mtopGenctmnctnnm
100 97 98 99 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnm
101 ffn f:SBfFnS
102 101 ad2antrr f:SBxS1stxfxfx2ndxoJtofFnS
103 102 ad2antlr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddofFnS
104 103 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmfFnS
105 simprl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmnc
106 86 ad2antrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmdc
107 simplrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmmB
108 simprrr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmnm
109 simprr mBtmmdmd
110 109 ad2antlr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmmd
111 sseq2 w=mnwnm
112 sseq1 w=mwdmd
113 111 112 anbi12d w=mnwwdnmmd
114 113 rspcev mBnmmdwBnwwd
115 107 108 110 114 syl12anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmwBnwwd
116 df-br nSdndS
117 vex nV
118 vex dV
119 simpl u=nv=du=n
120 119 eleq1d u=nv=ducnc
121 simpr u=nv=dv=d
122 121 eleq1d u=nv=dvcdc
123 sseq1 u=nuwnw
124 sseq2 v=dwvwd
125 123 124 bi2anan9 u=nv=duwwvnwwd
126 125 rexbidv u=nv=dwBuwwvwBnwwd
127 120 122 126 3anbi123d u=nv=ducvcwBuwwvncdcwBnwwd
128 117 118 127 2 braba nSdncdcwBnwwd
129 116 128 bitr3i ndSncdcwBnwwd
130 105 106 115 129 syl3anbrc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmndS
131 fnfvelrn fFnSndSfndranf
132 104 130 131 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmfndranf
133 simprl dctddomBtmmdnctnnmnc
134 simplll dctddomBtmmdnctnnmdc
135 simplrl dctddomBtmmdnctnnmmB
136 simprrr dctddomBtmmdnctnnmnm
137 109 ad2antlr dctddomBtmmdnctnnmmd
138 135 136 137 114 syl12anc dctddomBtmmdnctnnmwBnwwd
139 133 134 138 129 syl3anbrc dctddomBtmmdnctnnmndS
140 fveq2 x=nd1stx=1stnd
141 fveq2 x=ndfx=fnd
142 140 141 sseq12d x=nd1stxfx1stndfnd
143 fveq2 x=nd2ndx=2ndnd
144 141 143 sseq12d x=ndfx2ndxfnd2ndnd
145 142 144 anbi12d x=nd1stxfxfx2ndx1stndfndfnd2ndnd
146 145 rspcv ndSxS1stxfxfx2ndx1stndfndfnd2ndnd
147 139 146 syl dctddomBtmmdnctnnmxS1stxfxfx2ndx1stndfndfnd2ndnd
148 117 118 op1st 1stnd=n
149 148 sseq1i 1stndfndnfnd
150 117 118 op2nd 2ndnd=d
151 150 sseq2i fnd2ndndfndd
152 149 151 anbi12i 1stndfndfnd2ndndnfndfndd
153 simprl dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddnfnd
154 simprl nctnnmtn
155 154 ad2antlr dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddtn
156 153 155 sseldd dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddtfnd
157 simprr dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddfndd
158 simplrr dctddomBtmmddo
159 158 ad2antrr dctddomBtmmdnctnnmnfndfndddo
160 157 159 sstrd dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddfndo
161 156 160 jca dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddtfndfndo
162 161 ex dctddomBtmmdnctnnmnfndfnddtfndfndo
163 152 162 biimtrid dctddomBtmmdnctnnm1stndfndfnd2ndndtfndfndo
164 147 163 syldc xS1stxfxfx2ndxdctddomBtmmdnctnnmtfndfndo
165 164 exp4c xS1stxfxfx2ndxdctddomBtmmdnctnnmtfndfndo
166 165 ad2antlr f:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmtfndfndo
167 166 adantl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmtfndfndo
168 167 imp41 BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmtfndfndo
169 eleq2 b=fndtbtfnd
170 sseq1 b=fndbofndo
171 169 170 anbi12d b=fndtbbotfndfndo
172 171 rspcev fndranftfndfndobranftbbo
173 132 168 172 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdnctnnmbranftbbo
174 100 173 rexlimddv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddomBtmmdbranftbbo
175 90 174 rexlimddv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtodctddobranftbbo
176 76 175 rexlimddv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtobranftbbo
177 176 expr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtobranftbbo
178 177 ralrimivv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxoJtobranftbbo
179 basgen2 JTopranfJoJtobranftbbotopGenranf=J
180 63 69 178 179 syl3anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxtopGenranf=J
181 180 63 eqeltrd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxtopGenranfTop
182 tgclb ranfTopBasestopGenranfTop
183 181 182 sylibr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxranfTopBases
184 omelon ωOn
185 25 adantr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxSω
186 ondomen ωOnSωSdomcard
187 184 185 186 sylancr BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxSdomcard
188 101 ad2antrl BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxfFnS
189 dffn4 fFnSf:Sontoranf
190 188 189 sylib BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxf:Sontoranf
191 fodomnum Sdomcardf:SontoranfranfS
192 187 190 191 sylc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxranfS
193 domtr ranfSSωranfω
194 192 185 193 syl2anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxranfω
195 180 eqcomd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxJ=topGenranf
196 breq1 b=ranfbωranfω
197 sseq1 b=ranfbBranfB
198 fveq2 b=ranftopGenb=topGenranf
199 198 eqeq2d b=ranfJ=topGenbJ=topGenranf
200 196 197 199 3anbi123d b=ranfbωbBJ=topGenbranfωranfBJ=topGenranf
201 200 rspcev ranfTopBasesranfωranfBJ=topGenranfbTopBasesbωbBJ=topGenb
202 183 194 65 195 201 syl13anc BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxbTopBasesbωbBJ=topGenb
203 202 ex BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SBxS1stxfxfx2ndxbTopBasesbωbBJ=topGenb
204 60 203 sylbid BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jf:SIBxS1stxfxfx2ndxbTopBasesbωbBJ=topGenb
205 204 exlimdv BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=Jff:SIBxS1stxfxfx2ndxbTopBasesbωbBJ=topGenb
206 57 205 mpd BTopBasesJ2nd𝜔cTopBasescωtopGenc=JbTopBasesbωbBJ=topGenb
207 5 206 rexlimddv BTopBasesJ2nd𝜔bTopBasesbωbBJ=topGenb