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Theorem connsuba

Description: Connectedness for a subspace. See connsub . (Contributed by FL, 29-May-2014) (Proof shortened by Mario Carneiro, 10-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion connsuba ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → J ↾ 𝑡 A ∈ Conn ↔ ∀ x ∈ J ∀ y ∈ J x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅ → x ∪ y ∩ A ≠ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 resttopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → J ↾ 𝑡 A ∈ TopOn ⁡ A
2 dfconn2 ⊢ J ↾ 𝑡 A ∈ TopOn ⁡ A → J ↾ 𝑡 A ∈ Conn ↔ ∀ u ∈ J ↾ 𝑡 A ∀ v ∈ J ↾ 𝑡 A u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ → u ∪ v ≠ A
3 1 2 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → J ↾ 𝑡 A ∈ Conn ↔ ∀ u ∈ J ↾ 𝑡 A ∀ v ∈ J ↾ 𝑡 A u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ → u ∪ v ≠ A
4 vex ⊢ x ∈ V
5 4 inex1 ⊢ x ∩ A ∈ V
6 5 a1i ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ x ∈ J → x ∩ A ∈ V
7 toponmax ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X ∈ J
8 7 adantr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → X ∈ J
9 simpr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → A ⊆ X
10 8 9 ssexd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → A ∈ V
11 elrest ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ∈ V → u ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ x ∈ J u = x ∩ A
12 10 11 syldan ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → u ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ x ∈ J u = x ∩ A
13 vex ⊢ y ∈ V
14 13 inex1 ⊢ y ∩ A ∈ V
15 14 a1i ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ y ∈ J → y ∩ A ∈ V
16 elrest ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ∈ V → v ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ y ∈ J v = y ∩ A
17 10 16 syldan ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → v ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ y ∈ J v = y ∩ A
18 17 adantr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A → v ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ y ∈ J v = y ∩ A
19 simplr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u = x ∩ A
20 19 neeq1d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ≠ ∅ ↔ x ∩ A ≠ ∅
21 simpr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → v = y ∩ A
22 21 neeq1d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → v ≠ ∅ ↔ y ∩ A ≠ ∅
23 19 21 ineq12d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∩ v = x ∩ A ∩ y ∩ A
24 inindir ⊢ x ∩ y ∩ A = x ∩ A ∩ y ∩ A
25 23 24 eqtr4di ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∩ v = x ∩ y ∩ A
26 25 eqeq1d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∩ v = ∅ ↔ x ∩ y ∩ A = ∅
27 20 22 26 3anbi123d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ ↔ x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅
28 19 21 uneq12d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∪ v = x ∩ A ∪ y ∩ A
29 indir ⊢ x ∪ y ∩ A = x ∩ A ∪ y ∩ A
30 28 29 eqtr4di ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∪ v = x ∪ y ∩ A
31 30 neeq1d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ∪ v ≠ A ↔ x ∪ y ∩ A ≠ A
32 27 31 imbi12d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A ∧ v = y ∩ A → u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ → u ∪ v ≠ A ↔ x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅ → x ∪ y ∩ A ≠ A
33 15 18 32 ralxfr2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X ∧ u = x ∩ A → ∀ v ∈ J ↾ 𝑡 A u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ → u ∪ v ≠ A ↔ ∀ y ∈ J x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅ → x ∪ y ∩ A ≠ A
34 6 12 33 ralxfr2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → ∀ u ∈ J ↾ 𝑡 A ∀ v ∈ J ↾ 𝑡 A u ≠ ∅ ∧ v ≠ ∅ ∧ u ∩ v = ∅ → u ∪ v ≠ A ↔ ∀ x ∈ J ∀ y ∈ J x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅ → x ∪ y ∩ A ≠ A
35 3 34 bitrd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → J ↾ 𝑡 A ∈ Conn ↔ ∀ x ∈ J ∀ y ∈ J x ∩ A ≠ ∅ ∧ y ∩ A ≠ ∅ ∧ x ∩ y ∩ A = ∅ → x ∪ y ∩ A ≠ A