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Theorem txconn

Description: The topological product of two connected spaces is connected. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion txconn RConnSConnR×tSConn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 conntop RConnRTop
2 conntop SConnSTop
3 txtop RTopSTopR×tSTop
4 1 2 3 syl2an RConnSConnR×tSTop
5 neq0 ¬x=zzx
6 simplr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxxR×tSClsdR×tS
7 6 elin1d RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxxR×tS
8 elssuni xR×tSxR×tS
9 7 8 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxxR×tS
10 simprr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSwR×tS
11 simplll RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSRConn
12 11 1 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSRTop
13 simpllr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSSConn
14 13 2 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSSTop
15 eqid R=R
16 eqid S=S
17 15 16 txuni RTopSTopR×S=R×tS
18 12 14 17 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSR×S=R×tS
19 10 18 eleqtrrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSwR×S
20 1st2nd2 wR×Sw=1stw2ndw
21 19 20 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSw=1stw2ndw
22 xp2nd wR×S2ndwS
23 19 22 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS2ndwS
24 eqid aS1stwa=aS1stwa
25 24 mptpreima aS1stwa-1x=aS|1stwax
26 toptopon2 STopSTopOnS
27 14 26 sylib RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSSTopOnS
28 toptopon2 RTopRTopOnR
29 12 28 sylib RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSRTopOnR
30 xp1st wR×S1stwR
31 19 30 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stwR
32 27 29 31 cnmptc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS1stwSCnR
33 27 cnmptid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaSaSCnS
34 27 32 33 cnmpt1t RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS1stwaSCnR×tS
35 simplr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSxR×tSClsdR×tS
36 35 elin1d RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSxR×tS
37 cnima aS1stwaSCnR×tSxR×tSaS1stwa-1xS
38 34 36 37 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS1stwa-1xS
39 25 38 eqeltrrid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS|1stwaxS
40 simprl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSzx
41 elunii zxxR×tSzR×tS
42 40 36 41 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSzR×tS
43 42 18 eleqtrrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSzR×S
44 xp2nd zR×S2ndzS
45 43 44 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS2ndzS
46 eqid aRa2ndz=aRa2ndz
47 46 mptpreima aRa2ndz-1x=aR|a2ndzx
48 29 cnmptid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaRaRCnR
49 29 27 45 cnmptc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaR2ndzRCnS
50 29 48 49 cnmpt1t RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaRa2ndzRCnR×tS
51 cnima aRa2ndzRCnR×tSxR×tSaRa2ndz-1xR
52 50 36 51 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaRa2ndz-1xR
53 47 52 eqeltrrid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaR|a2ndzxR
54 xp1st zR×S1stzR
55 43 54 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stzR
56 1st2nd2 zR×Sz=1stz2ndz
57 43 56 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSz=1stz2ndz
58 57 40 eqeltrrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stz2ndzx
59 opeq1 a=1stza2ndz=1stz2ndz
60 59 eleq1d a=1stza2ndzx1stz2ndzx
61 60 rspcev 1stzR1stz2ndzxaRa2ndzx
62 55 58 61 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaRa2ndzx
63 rabn0 aR|a2ndzxaRa2ndzx
64 62 63 sylibr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaR|a2ndzx
65 35 elin2d RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSxClsdR×tS
66 cnclima aRa2ndzRCnR×tSxClsdR×tSaRa2ndz-1xClsdR
67 50 65 66 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaRa2ndz-1xClsdR
68 47 67 eqeltrrid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaR|a2ndzxClsdR
69 15 11 53 64 68 connclo RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaR|a2ndzx=R
70 31 69 eleqtrrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stwaR|a2ndzx
71 opeq1 a=1stwa2ndz=1stw2ndz
72 71 eleq1d a=1stwa2ndzx1stw2ndzx
73 72 elrab 1stwaR|a2ndzx1stwR1stw2ndzx
74 73 simprbi 1stwaR|a2ndzx1stw2ndzx
75 70 74 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stw2ndzx
76 opeq2 a=2ndz1stwa=1stw2ndz
77 76 eleq1d a=2ndz1stwax1stw2ndzx
78 77 rspcev 2ndzS1stw2ndzxaS1stwax
79 45 75 78 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS1stwax
80 rabn0 aS|1stwaxaS1stwax
81 79 80 sylibr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS|1stwax
82 cnclima aS1stwaSCnR×tSxClsdR×tSaS1stwa-1xClsdS
83 34 65 82 syl2anc RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS1stwa-1xClsdS
84 25 83 eqeltrrid RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS|1stwaxClsdS
85 16 13 39 81 84 connclo RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSaS|1stwax=S
86 23 85 eleqtrrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS2ndwaS|1stwax
87 opeq2 a=2ndw1stwa=1stw2ndw
88 87 eleq1d a=2ndw1stwax1stw2ndwx
89 88 elrab 2ndwaS|1stwax2ndwS1stw2ndwx
90 89 simprbi 2ndwaS|1stwax1stw2ndwx
91 86 90 syl RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tS1stw2ndwx
92 21 91 eqeltrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSwx
93 92 expr RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxwR×tSwx
94 93 ssrdv RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxR×tSx
95 9 94 eqssd RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxx=R×tS
96 95 ex RConnSConnxR×tSClsdR×tSzxx=R×tS
97 96 exlimdv RConnSConnxR×tSClsdR×tSzzxx=R×tS
98 5 97 biimtrid RConnSConnxR×tSClsdR×tS¬x=x=R×tS
99 98 orrd RConnSConnxR×tSClsdR×tSx=x=R×tS
100 99 ex RConnSConnxR×tSClsdR×tSx=x=R×tS
101 vex xV
102 101 elpr xR×tSx=x=R×tS
103 100 102 syl6ibr RConnSConnxR×tSClsdR×tSxR×tS
104 103 ssrdv RConnSConnR×tSClsdR×tSR×tS
105 eqid R×tS=R×tS
106 105 isconn2 R×tSConnR×tSTopR×tSClsdR×tSR×tS
107 4 104 106 sylanbrc RConnSConnR×tSConn