Metamath Proof Explorer


Theorem txbasval

Description: It is sufficient to consider products of the bases for the topologies in the topological product. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Aug-2014)

Ref Expression
Assertion txbasval ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ R × t topGen ⁡ S = R × t S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid ⊢ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
2 1 txval ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → R × t S = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
3 bastg ⊢ R ∈ V → R ⊆ topGen ⁡ R
4 bastg ⊢ S ∈ W → S ⊆ topGen ⁡ S
5 resmpo ⊢ R ⊆ topGen ⁡ R ∧ S ⊆ topGen ⁡ S → u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ↾ R × S = u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
6 3 4 5 syl2an ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ↾ R × S = u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
7 resss ⊢ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ↾ R × S ⊆ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
8 6 7 eqsstrrdi ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ⊆ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
9 rnss ⊢ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ⊆ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v → ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ⊆ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
10 8 9 syl ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ⊆ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
11 eltg3 ⊢ R ∈ V → u ∈ topGen ⁡ R ↔ ∃ m m ⊆ R ∧ u = ⋃ m
12 eltg3 ⊢ S ∈ W → v ∈ topGen ⁡ S ↔ ∃ n n ⊆ S ∧ v = ⋃ n
13 11 12 bi2anan9 ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → u ∈ topGen ⁡ R ∧ v ∈ topGen ⁡ S ↔ ∃ m m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ ∃ n n ⊆ S ∧ v = ⋃ n
14 exdistrv ⊢ ∃ m ∃ n m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ n ⊆ S ∧ v = ⋃ n ↔ ∃ m m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ ∃ n n ⊆ S ∧ v = ⋃ n
15 an4 ⊢ m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ n ⊆ S ∧ v = ⋃ n ↔ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ u = ⋃ m ∧ v = ⋃ n
16 uniiun ⊢ ⋃ m = ⋃ x ∈ m x
17 uniiun ⊢ ⋃ n = ⋃ y ∈ n y
18 16 17 xpeq12i ⊢ ⋃ m × ⋃ n = ⋃ x ∈ m x × ⋃ y ∈ n y
19 xpiundir ⊢ ⋃ x ∈ m x × ⋃ y ∈ n y = ⋃ x ∈ m x × ⋃ y ∈ n y
20 xpiundi ⊢ x × ⋃ y ∈ n y = ⋃ y ∈ n x × y
21 20 a1i ⊢ x ∈ m → x × ⋃ y ∈ n y = ⋃ y ∈ n x × y
22 21 iuneq2i ⊢ ⋃ x ∈ m x × ⋃ y ∈ n y = ⋃ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y
23 18 19 22 3eqtri ⊢ ⋃ m × ⋃ n = ⋃ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y
24 ovex ⊢ R × t S ∈ V
25 ssel2 ⊢ m ⊆ R ∧ x ∈ m → x ∈ R
26 ssel2 ⊢ n ⊆ S ∧ y ∈ n → y ∈ S
27 25 26 anim12i ⊢ m ⊆ R ∧ x ∈ m ∧ n ⊆ S ∧ y ∈ n → x ∈ R ∧ y ∈ S
28 27 an4s ⊢ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m ∧ y ∈ n → x ∈ R ∧ y ∈ S
29 txopn ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ x ∈ R ∧ y ∈ S → x × y ∈ R × t S
30 28 29 sylan2 ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m ∧ y ∈ n → x × y ∈ R × t S
31 30 anassrs ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m ∧ y ∈ n → x × y ∈ R × t S
32 31 anassrs ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m ∧ y ∈ n → x × y ∈ R × t S
33 32 ralrimiva ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m → ∀ y ∈ n x × y ∈ R × t S
34 tgiun ⊢ R × t S ∈ V ∧ ∀ y ∈ n x × y ∈ R × t S → ⋃ y ∈ n x × y ∈ topGen ⁡ R × t S
35 24 33 34 sylancr ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m → ⋃ y ∈ n x × y ∈ topGen ⁡ R × t S
36 1 txbasex ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ∈ V
37 tgidm ⊢ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ∈ V → topGen ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
38 36 37 syl ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
39 2 fveq2d ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ R × t S = topGen ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
40 38 39 2 3eqtr4d ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ R × t S = R × t S
41 40 adantr ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → topGen ⁡ R × t S = R × t S
42 41 adantr ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m → topGen ⁡ R × t S = R × t S
43 35 42 eleqtrd ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ x ∈ m → ⋃ y ∈ n x × y ∈ R × t S
44 43 ralrimiva ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → ∀ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y ∈ R × t S
45 tgiun ⊢ R × t S ∈ V ∧ ∀ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y ∈ R × t S → ⋃ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y ∈ topGen ⁡ R × t S
46 24 44 45 sylancr ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → ⋃ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y ∈ topGen ⁡ R × t S
47 46 41 eleqtrd ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → ⋃ x ∈ m ⋃ y ∈ n x × y ∈ R × t S
48 23 47 eqeltrid ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → ⋃ m × ⋃ n ∈ R × t S
49 xpeq12 ⊢ u = ⋃ m ∧ v = ⋃ n → u × v = ⋃ m × ⋃ n
50 49 eleq1d ⊢ u = ⋃ m ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S ↔ ⋃ m × ⋃ n ∈ R × t S
51 48 50 syl5ibrcom ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W ∧ m ⊆ R ∧ n ⊆ S → u = ⋃ m ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S
52 51 expimpd ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → m ⊆ R ∧ n ⊆ S ∧ u = ⋃ m ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S
53 15 52 biimtrid ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ n ⊆ S ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S
54 53 exlimdvv ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ∃ m ∃ n m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ n ⊆ S ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S
55 14 54 biimtrrid ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ∃ m m ⊆ R ∧ u = ⋃ m ∧ ∃ n n ⊆ S ∧ v = ⋃ n → u × v ∈ R × t S
56 13 55 sylbid ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → u ∈ topGen ⁡ R ∧ v ∈ topGen ⁡ S → u × v ∈ R × t S
57 56 ralrimivv ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ∀ u ∈ topGen ⁡ R ∀ v ∈ topGen ⁡ S u × v ∈ R × t S
58 eqid ⊢ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v = u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
59 58 fmpo ⊢ ∀ u ∈ topGen ⁡ R ∀ v ∈ topGen ⁡ S u × v ∈ R × t S ↔ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v : topGen ⁡ R × topGen ⁡ S ⟶ R × t S
60 57 59 sylib ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v : topGen ⁡ R × topGen ⁡ S ⟶ R × t S
61 60 frnd ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ⊆ R × t S
62 61 2 sseqtrd ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ⊆ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v
63 2basgen ⊢ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v ⊆ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ∧ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v ⊆ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v → topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
64 10 62 63 syl2anc ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
65 fvex ⊢ topGen ⁡ R ∈ V
66 fvex ⊢ topGen ⁡ S ∈ V
67 eqid ⊢ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v = ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
68 67 txval ⊢ topGen ⁡ R ∈ V ∧ topGen ⁡ S ∈ V → topGen ⁡ R × t topGen ⁡ S = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
69 65 66 68 mp2an ⊢ topGen ⁡ R × t topGen ⁡ S = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ topGen ⁡ R , v ∈ topGen ⁡ S ⟼ u × v
70 64 69 eqtr4di ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ R , v ∈ S ⟼ u × v = topGen ⁡ R × t topGen ⁡ S
71 2 70 eqtr2d ⊢ R ∈ V ∧ S ∈ W → topGen ⁡ R × t topGen ⁡ S = R × t S