Metamath Proof Explorer


Theorem epttop

Description: The excluded point topology. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion epttop ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ TopOn ⁡ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssrab ⊢ y ⊆ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ↔ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A
2 eleq2 ⊢ x = ⋃ y → P ∈ x ↔ P ∈ ⋃ y
3 eqeq1 ⊢ x = ⋃ y → x = A ↔ ⋃ y = A
4 2 3 imbi12d ⊢ x = ⋃ y → P ∈ x → x = A ↔ P ∈ ⋃ y → ⋃ y = A
5 simprl ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → y ⊆ 𝒫 A
6 sspwuni ⊢ y ⊆ 𝒫 A ↔ ⋃ y ⊆ A
7 5 6 sylib ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ⋃ y ⊆ A
8 vuniex ⊢ ⋃ y ∈ V
9 8 elpw ⊢ ⋃ y ∈ 𝒫 A ↔ ⋃ y ⊆ A
10 7 9 sylibr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ 𝒫 A
11 eluni2 ⊢ P ∈ ⋃ y ↔ ∃ x ∈ y P ∈ x
12 r19.29 ⊢ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A ∧ ∃ x ∈ y P ∈ x → ∃ x ∈ y P ∈ x → x = A ∧ P ∈ x
13 simpr ⊢ x ∈ y ∧ P ∈ x → x = A → P ∈ x → x = A
14 13 impr ⊢ x ∈ y ∧ P ∈ x → x = A ∧ P ∈ x → x = A
15 elssuni ⊢ x ∈ y → x ⊆ ⋃ y
16 15 adantr ⊢ x ∈ y ∧ P ∈ x → x = A ∧ P ∈ x → x ⊆ ⋃ y
17 14 16 eqsstrrd ⊢ x ∈ y ∧ P ∈ x → x = A ∧ P ∈ x → A ⊆ ⋃ y
18 17 rexlimiva ⊢ ∃ x ∈ y P ∈ x → x = A ∧ P ∈ x → A ⊆ ⋃ y
19 12 18 syl ⊢ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A ∧ ∃ x ∈ y P ∈ x → A ⊆ ⋃ y
20 19 ex ⊢ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ∃ x ∈ y P ∈ x → A ⊆ ⋃ y
21 20 ad2antll ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ∃ x ∈ y P ∈ x → A ⊆ ⋃ y
22 11 21 biimtrid ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → P ∈ ⋃ y → A ⊆ ⋃ y
23 22 7 jctild ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → P ∈ ⋃ y → ⋃ y ⊆ A ∧ A ⊆ ⋃ y
24 eqss ⊢ ⋃ y = A ↔ ⋃ y ⊆ A ∧ A ⊆ ⋃ y
25 23 24 imbitrrdi ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → P ∈ ⋃ y → ⋃ y = A
26 4 10 25 elrabd ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
27 26 ex ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → y ⊆ 𝒫 A ∧ ∀ x ∈ y P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
28 1 27 biimtrid ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → y ⊆ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
29 28 alrimiv ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → ∀ y y ⊆ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
30 inss1 ⊢ y ∩ z ⊆ y
31 simprll ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ∈ 𝒫 A
32 31 elpwid ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ⊆ A
33 30 32 sstrid ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ∩ z ⊆ A
34 vex ⊢ y ∈ V
35 34 inex1 ⊢ y ∩ z ∈ V
36 35 elpw ⊢ y ∩ z ∈ 𝒫 A ↔ y ∩ z ⊆ A
37 33 36 sylibr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ∩ z ∈ 𝒫 A
38 elin ⊢ P ∈ y ∩ z ↔ P ∈ y ∧ P ∈ z
39 simprlr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → P ∈ y → y = A
40 simprrr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → P ∈ z → z = A
41 39 40 anim12d ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → P ∈ y ∧ P ∈ z → y = A ∧ z = A
42 ineq12 ⊢ y = A ∧ z = A → y ∩ z = A ∩ A
43 inidm ⊢ A ∩ A = A
44 42 43 eqtrdi ⊢ y = A ∧ z = A → y ∩ z = A
45 41 44 syl6 ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → P ∈ y ∧ P ∈ z → y ∩ z = A
46 38 45 biimtrid ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → P ∈ y ∩ z → y ∩ z = A
47 37 46 jca ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A ∧ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ∩ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y ∩ z → y ∩ z = A
48 47 ex ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A → y ∩ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y ∩ z → y ∩ z = A
49 eleq2 ⊢ x = y → P ∈ x ↔ P ∈ y
50 eqeq1 ⊢ x = y → x = A ↔ y = A
51 49 50 imbi12d ⊢ x = y → P ∈ x → x = A ↔ P ∈ y → y = A
52 51 elrab ⊢ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ↔ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A
53 eleq2 ⊢ x = z → P ∈ x ↔ P ∈ z
54 eqeq1 ⊢ x = z → x = A ↔ z = A
55 53 54 imbi12d ⊢ x = z → P ∈ x → x = A ↔ P ∈ z → z = A
56 55 elrab ⊢ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ↔ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A
57 52 56 anbi12i ⊢ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∧ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ↔ y ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y → y = A ∧ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ z → z = A
58 eleq2 ⊢ x = y ∩ z → P ∈ x ↔ P ∈ y ∩ z
59 eqeq1 ⊢ x = y ∩ z → x = A ↔ y ∩ z = A
60 58 59 imbi12d ⊢ x = y ∩ z → P ∈ x → x = A ↔ P ∈ y ∩ z → y ∩ z = A
61 60 elrab ⊢ y ∩ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ↔ y ∩ z ∈ 𝒫 A ∧ P ∈ y ∩ z → y ∩ z = A
62 48 57 61 3imtr4g ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∧ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → y ∩ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
63 62 ralrimivv ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → ∀ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∀ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A y ∩ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
64 pwexg ⊢ A ∈ V → 𝒫 A ∈ V
65 64 adantr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → 𝒫 A ∈ V
66 rabexg ⊢ 𝒫 A ∈ V → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ V
67 65 66 syl ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ V
68 istopg ⊢ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ V → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ Top ↔ ∀ y y ⊆ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∧ ∀ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∀ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A y ∩ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
69 67 68 syl ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ Top ↔ ∀ y y ⊆ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → ⋃ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∧ ∀ y ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∀ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A y ∩ z ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
70 29 63 69 mpbir2and ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ Top
71 eleq2 ⊢ x = A → P ∈ x ↔ P ∈ A
72 eqeq1 ⊢ x = A → x = A ↔ A = A
73 71 72 imbi12d ⊢ x = A → P ∈ x → x = A ↔ P ∈ A → A = A
74 pwidg ⊢ A ∈ V → A ∈ 𝒫 A
75 74 adantr ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → A ∈ 𝒫 A
76 eqidd ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → A = A
77 76 a1d ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → P ∈ A → A = A
78 73 75 77 elrabd ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → A ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
79 elssuni ⊢ A ∈ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A → A ⊆ ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
80 78 79 syl ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → A ⊆ ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
81 ssrab2 ⊢ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ⊆ 𝒫 A
82 sspwuni ⊢ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ⊆ 𝒫 A ↔ ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ⊆ A
83 81 82 mpbi ⊢ ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ⊆ A
84 83 a1i ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ⊆ A
85 80 84 eqssd ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → A = ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
86 istopon ⊢ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ TopOn ⁡ A ↔ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ Top ∧ A = ⋃ x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A
87 70 85 86 sylanbrc ⊢ A ∈ V ∧ P ∈ A → x ∈ 𝒫 A | P ∈ x → x = A ∈ TopOn ⁡ A