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Theorem ist1-3

Description: A space is T_1 iff every point is the only point in the intersection of all open sets containing that point. (Contributed by Jeff Hankins, 31-Jan-2010) (Proof shortened by Mario Carneiro, 24-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion ist1-3 J TopOn X J Fre x X o J | x o = x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ist1-2 J TopOn X J Fre x X y X o J x o y o x = y
2 toponmax J TopOn X X J
3 eleq2 o = X x o x X
4 3 intminss X J x X o J | x o X
5 2 4 sylan J TopOn X x X o J | x o X
6 5 sselda J TopOn X x X y o J | x o y X
7 biimt y X y x y X y x
8 6 7 syl J TopOn X x X y o J | x o y x y X y x
9 8 ralbidva J TopOn X x X y o J | x o y x y o J | x o y X y x
10 id x o x o
11 10 rgenw o J x o x o
12 vex x V
13 12 elintrab x o J | x o o J x o x o
14 11 13 mpbir x o J | x o
15 snssi x o J | x o x o J | x o
16 14 15 ax-mp x o J | x o
17 eqss o J | x o = x o J | x o x x o J | x o
18 16 17 mpbiran2 o J | x o = x o J | x o x
19 dfss3 o J | x o x y o J | x o y x
20 18 19 bitri o J | x o = x y o J | x o y x
21 vex y V
22 21 elintrab y o J | x o o J x o y o
23 velsn y x y = x
24 equcom y = x x = y
25 23 24 bitri y x x = y
26 22 25 imbi12i y o J | x o y x o J x o y o x = y
27 26 ralbii y X y o J | x o y x y X o J x o y o x = y
28 ralcom3 y X y o J | x o y x y o J | x o y X y x
29 27 28 bitr3i y X o J x o y o x = y y o J | x o y X y x
30 9 20 29 3bitr4g J TopOn X x X o J | x o = x y X o J x o y o x = y
31 30 ralbidva J TopOn X x X o J | x o = x x X y X o J x o y o x = y
32 1 31 bitr4d J TopOn X J Fre x X o J | x o = x