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Theorem pthaus

Description: The product of a collection of Hausdorff spaces is Hausdorff. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion pthaus AVF:AHaus𝑡FHaus

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 haustop xHausxTop
2 1 ssriv HausTop
3 fss F:AHausHausTopF:ATop
4 2 3 mpan2 F:AHausF:ATop
5 pttop AVF:ATop𝑡FTop
6 4 5 sylan2 AVF:AHaus𝑡FTop
7 simprl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fx𝑡F
8 eqid 𝑡F=𝑡F
9 8 ptuni AVF:ATopkAFk=𝑡F
10 4 9 sylan2 AVF:AHauskAFk=𝑡F
11 10 adantr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAFk=𝑡F
12 7 11 eleqtrrd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FxkAFk
13 ixpfn xkAFkxFnA
14 12 13 syl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FxFnA
15 simprr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fy𝑡F
16 15 11 eleqtrrd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FykAFk
17 ixpfn ykAFkyFnA
18 16 17 syl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FyFnA
19 eqfnfv xFnAyFnAx=ykAxk=yk
20 14 18 19 syl2anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fx=ykAxk=yk
21 20 necon3abid AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fxy¬kAxk=yk
22 rexnal kA¬xk=yk¬kAxk=yk
23 df-ne xkyk¬xk=yk
24 simpllr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykF:AHaus
25 simprl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykkA
26 24 25 ffvelcdmd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykFkHaus
27 vex xV
28 27 elixp xkAFkxFnAkAxkFk
29 28 simprbi xkAFkkAxkFk
30 12 29 syl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkFk
31 30 r19.21bi AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkFk
32 31 adantrr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykxkFk
33 vex yV
34 33 elixp ykAFkyFnAkAykFk
35 34 simprbi ykAFkkAykFk
36 16 35 syl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAykFk
37 36 r19.21bi AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAykFk
38 37 adantrr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykykFk
39 simprr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykxkyk
40 eqid Fk=Fk
41 40 hausnei FkHausxkFkykFkxkykmFknFkxkmyknmn=
42 26 32 38 39 41 syl13anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=
43 simp-4l AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=AV
44 4 ad4antlr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=F:ATop
45 25 adantr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=kA
46 eqid 𝑡F=𝑡F
47 46 8 ptpjcn AVF:ATopkAz𝑡Fzk𝑡FCnFk
48 43 44 45 47 syl3anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡Fzk𝑡FCnFk
49 simprll AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=mFk
50 eqid z𝑡Fzk=z𝑡Fzk
51 50 mptpreima z𝑡Fzk-1m=z𝑡F|zkm
52 cnima z𝑡Fzk𝑡FCnFkmFkz𝑡Fzk-1m𝑡F
53 51 52 eqeltrrid z𝑡Fzk𝑡FCnFkmFkz𝑡F|zkm𝑡F
54 48 49 53 syl2anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡F|zkm𝑡F
55 simprlr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=nFk
56 50 mptpreima z𝑡Fzk-1n=z𝑡F|zkn
57 cnima z𝑡Fzk𝑡FCnFknFkz𝑡Fzk-1n𝑡F
58 56 57 eqeltrrid z𝑡Fzk𝑡FCnFknFkz𝑡F|zkn𝑡F
59 48 55 58 syl2anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡F|zkn𝑡F
60 fveq1 z=xzk=xk
61 60 eleq1d z=xzkmxkm
62 7 ad2antrr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=x𝑡F
63 simprr1 AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=xkm
64 61 62 63 elrabd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=xz𝑡F|zkm
65 fveq1 z=yzk=yk
66 65 eleq1d z=yzknykn
67 15 ad2antrr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=y𝑡F
68 simprr2 AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=ykn
69 66 67 68 elrabd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=yz𝑡F|zkn
70 inrab z𝑡F|zkmz𝑡F|zkn=z𝑡F|zkmzkn
71 simprr3 AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=mn=
72 inelcm zkmzknmn
73 72 necon2bi mn=¬zkmzkn
74 71 73 syl AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=¬zkmzkn
75 74 ralrimivw AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡F¬zkmzkn
76 rabeq0 z𝑡F|zkmzkn=z𝑡F¬zkmzkn
77 75 76 sylibr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡F|zkmzkn=
78 70 77 eqtrid AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=z𝑡F|zkmz𝑡F|zkn=
79 eleq2 u=z𝑡F|zkmxuxz𝑡F|zkm
80 ineq1 u=z𝑡F|zkmuv=z𝑡F|zkmv
81 80 eqeq1d u=z𝑡F|zkmuv=z𝑡F|zkmv=
82 79 81 3anbi13d u=z𝑡F|zkmxuyvuv=xz𝑡F|zkmyvz𝑡F|zkmv=
83 eleq2 v=z𝑡F|zknyvyz𝑡F|zkn
84 ineq2 v=z𝑡F|zknz𝑡F|zkmv=z𝑡F|zkmz𝑡F|zkn
85 84 eqeq1d v=z𝑡F|zknz𝑡F|zkmv=z𝑡F|zkmz𝑡F|zkn=
86 83 85 3anbi23d v=z𝑡F|zknxz𝑡F|zkmyvz𝑡F|zkmv=xz𝑡F|zkmyz𝑡F|zknz𝑡F|zkmz𝑡F|zkn=
87 82 86 rspc2ev z𝑡F|zkm𝑡Fz𝑡F|zkn𝑡Fxz𝑡F|zkmyz𝑡F|zknz𝑡F|zkmz𝑡F|zkn=u𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
88 54 59 64 69 78 87 syl113anc AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=u𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
89 88 expr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=u𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
90 89 rexlimdvva AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkykmFknFkxkmyknmn=u𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
91 42 90 mpd AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkyku𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
92 91 expr AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkAxkyku𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
93 23 92 biimtrrid AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkA¬xk=yku𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
94 93 rexlimdva AVF:AHausx𝑡Fy𝑡FkA¬xk=yku𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
95 22 94 biimtrrid AVF:AHausx𝑡Fy𝑡F¬kAxk=yku𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
96 21 95 sylbid AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fxyu𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
97 96 ralrimivva AVF:AHausx𝑡Fy𝑡Fxyu𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
98 46 ishaus 𝑡FHaus𝑡FTopx𝑡Fy𝑡Fxyu𝑡Fv𝑡Fxuyvuv=
99 6 97 98 sylanbrc AVF:AHaus𝑡FHaus