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Theorem heiborlem1

Description: Lemma for heibor . We work with a fixed open cover U throughout. The set K is the set of all subsets of X that admit no finite subcover of U . (We wish to prove that K is empty.) If a set C has no finite subcover, then any finite cover of C must contain a set that also has no finite subcover. (Contributed by Jeff Madsen, 23-Jan-2014)

Ref Expression
Hypotheses heibor.1 J = MetOpen D
heibor.3 K = u | ¬ v 𝒫 U Fin u v
heiborlem1.4 B V
Assertion heiborlem1 A Fin C x A B C K x A B K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 heibor.1 J = MetOpen D
2 heibor.3 K = u | ¬ v 𝒫 U Fin u v
3 heiborlem1.4 B V
4 sseq1 u = B u v B v
5 4 rexbidv u = B v 𝒫 U Fin u v v 𝒫 U Fin B v
6 5 notbid u = B ¬ v 𝒫 U Fin u v ¬ v 𝒫 U Fin B v
7 3 6 2 elab2 B K ¬ v 𝒫 U Fin B v
8 7 con2bii v 𝒫 U Fin B v ¬ B K
9 8 ralbii x A v 𝒫 U Fin B v x A ¬ B K
10 ralnex x A ¬ B K ¬ x A B K
11 9 10 bitr2i ¬ x A B K x A v 𝒫 U Fin B v
12 unieq v = t x v = t x
13 12 sseq2d v = t x B v B t x
14 13 ac6sfi A Fin x A v 𝒫 U Fin B v t t : A 𝒫 U Fin x A B t x
15 14 ex A Fin x A v 𝒫 U Fin B v t t : A 𝒫 U Fin x A B t x
16 15 adantr A Fin C x A B x A v 𝒫 U Fin B v t t : A 𝒫 U Fin x A B t x
17 sseq1 u = C u v C v
18 17 rexbidv u = C v 𝒫 U Fin u v v 𝒫 U Fin C v
19 18 notbid u = C ¬ v 𝒫 U Fin u v ¬ v 𝒫 U Fin C v
20 19 2 elab2g C K C K ¬ v 𝒫 U Fin C v
21 20 ibi C K ¬ v 𝒫 U Fin C v
22 frn t : A 𝒫 U Fin ran t 𝒫 U Fin
23 22 ad2antrl A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t 𝒫 U Fin
24 inss1 𝒫 U Fin 𝒫 U
25 23 24 sstrdi A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t 𝒫 U
26 sspwuni ran t 𝒫 U ran t U
27 25 26 sylib A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t U
28 vex t V
29 28 rnex ran t V
30 29 uniex ran t V
31 30 elpw ran t 𝒫 U ran t U
32 27 31 sylibr A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t 𝒫 U
33 ffn t : A 𝒫 U Fin t Fn A
34 33 ad2antrl A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x t Fn A
35 dffn4 t Fn A t : A onto ran t
36 34 35 sylib A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x t : A onto ran t
37 fofi A Fin t : A onto ran t ran t Fin
38 36 37 syldan A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t Fin
39 inss2 𝒫 U Fin Fin
40 23 39 sstrdi A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t Fin
41 unifi ran t Fin ran t Fin ran t Fin
42 38 40 41 syl2anc A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t Fin
43 32 42 elind A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t 𝒫 U Fin
44 43 adantlr A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x ran t 𝒫 U Fin
45 simplr A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x C x A B
46 fnfvelrn t Fn A x A t x ran t
47 33 46 sylan t : A 𝒫 U Fin x A t x ran t
48 47 adantll A Fin t : A 𝒫 U Fin x A t x ran t
49 elssuni t x ran t t x ran t
50 uniss t x ran t t x ran t
51 48 49 50 3syl A Fin t : A 𝒫 U Fin x A t x ran t
52 sstr2 B t x t x ran t B ran t
53 51 52 syl5com A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x B ran t
54 53 ralimdva A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x x A B ran t
55 54 impr A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x x A B ran t
56 iunss x A B ran t x A B ran t
57 55 56 sylibr A Fin t : A 𝒫 U Fin x A B t x x A B ran t
58 57 adantlr A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x x A B ran t
59 45 58 sstrd A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x C ran t
60 unieq v = ran t v = ran t
61 60 sseq2d v = ran t C v C ran t
62 61 rspcev ran t 𝒫 U Fin C ran t v 𝒫 U Fin C v
63 44 59 62 syl2anc A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x v 𝒫 U Fin C v
64 21 63 nsyl3 A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x ¬ C K
65 64 ex A Fin C x A B t : A 𝒫 U Fin x A B t x ¬ C K
66 65 exlimdv A Fin C x A B t t : A 𝒫 U Fin x A B t x ¬ C K
67 16 66 syld A Fin C x A B x A v 𝒫 U Fin B v ¬ C K
68 11 67 syl5bi A Fin C x A B ¬ x A B K ¬ C K
69 68 con4d A Fin C x A B C K x A B K
70 69 3impia A Fin C x A B C K x A B K