Metamath Proof Explorer


Theorem tx2ndc

Description: The topological product of two second-countable spaces is second-countable. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion tx2ndc ⊢ R ∈ 2 nd 𝜔 ∧ S ∈ 2 nd 𝜔 → R × t S ∈ 2 nd 𝜔

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 is2ndc ⊢ R ∈ 2 nd 𝜔 ↔ ∃ r ∈ TopBases r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R
2 is2ndc ⊢ S ∈ 2 nd 𝜔 ↔ ∃ s ∈ TopBases s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S
3 reeanv ⊢ ∃ r ∈ TopBases ∃ s ∈ TopBases r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S ↔ ∃ r ∈ TopBases r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ ∃ s ∈ TopBases s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S
4 an4 ⊢ r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S ↔ r ≼ ω ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ topGen ⁡ s = S
5 txbasval ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s = r × t s
6 eqid ⊢ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y = ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
7 6 txval ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → r × t s = topGen ⁡ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
8 5 7 eqtrd ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s = topGen ⁡ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
9 8 adantr ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s = topGen ⁡ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
10 6 txbas ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ∈ TopBases
11 10 adantr ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ∈ TopBases
12 omelon ⊢ ω ∈ On
13 vex ⊢ s ∈ V
14 13 xpdom1 ⊢ r ≼ ω → r × s ≼ ω × s
15 omex ⊢ ω ∈ V
16 15 xpdom2 ⊢ s ≼ ω → ω × s ≼ ω × ω
17 domtr ⊢ r × s ≼ ω × s ∧ ω × s ≼ ω × ω → r × s ≼ ω × ω
18 14 16 17 syl2an ⊢ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → r × s ≼ ω × ω
19 18 adantl ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → r × s ≼ ω × ω
20 xpomen ⊢ ω × ω ≈ ω
21 domentr ⊢ r × s ≼ ω × ω ∧ ω × ω ≈ ω → r × s ≼ ω
22 19 20 21 sylancl ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → r × s ≼ ω
23 ondomen ⊢ ω ∈ On ∧ r × s ≼ ω → r × s ∈ dom ⁡ card
24 12 22 23 sylancr ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → r × s ∈ dom ⁡ card
25 eqid ⊢ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y = x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
26 vex ⊢ x ∈ V
27 vex ⊢ y ∈ V
28 26 27 xpex ⊢ x × y ∈ V
29 25 28 fnmpoi ⊢ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y Fn r × s
30 29 a1i ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y Fn r × s
31 dffn4 ⊢ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y Fn r × s ↔ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y : r × s ⟶ onto ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
32 30 31 sylib ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y : r × s ⟶ onto ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y
33 fodomnum ⊢ r × s ∈ dom ⁡ card → x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y : r × s ⟶ onto ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ r × s
34 24 32 33 sylc ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ r × s
35 domtr ⊢ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ r × s ∧ r × s ≼ ω → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ ω
36 34 22 35 syl2anc ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ ω
37 2ndci ⊢ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ∈ TopBases ∧ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ≼ ω → topGen ⁡ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ∈ 2 nd 𝜔
38 11 36 37 syl2anc ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → topGen ⁡ ran ⁡ x ∈ r , y ∈ s ⟼ x × y ∈ 2 nd 𝜔
39 9 38 eqeltrd ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s ∈ 2 nd 𝜔
40 oveq12 ⊢ topGen ⁡ r = R ∧ topGen ⁡ s = S → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s = R × t S
41 40 eleq1d ⊢ topGen ⁡ r = R ∧ topGen ⁡ s = S → topGen ⁡ r × t topGen ⁡ s ∈ 2 nd 𝜔 ↔ R × t S ∈ 2 nd 𝜔
42 39 41 syl5ibcom ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases ∧ r ≼ ω ∧ s ≼ ω → topGen ⁡ r = R ∧ topGen ⁡ s = S → R × t S ∈ 2 nd 𝜔
43 42 expimpd ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → r ≼ ω ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ topGen ⁡ s = S → R × t S ∈ 2 nd 𝜔
44 4 43 biimtrid ⊢ r ∈ TopBases ∧ s ∈ TopBases → r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S → R × t S ∈ 2 nd 𝜔
45 44 rexlimivv ⊢ ∃ r ∈ TopBases ∃ s ∈ TopBases r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S → R × t S ∈ 2 nd 𝜔
46 3 45 sylbir ⊢ ∃ r ∈ TopBases r ≼ ω ∧ topGen ⁡ r = R ∧ ∃ s ∈ TopBases s ≼ ω ∧ topGen ⁡ s = S → R × t S ∈ 2 nd 𝜔
47 1 2 46 syl2anb ⊢ R ∈ 2 nd 𝜔 ∧ S ∈ 2 nd 𝜔 → R × t S ∈ 2 nd 𝜔