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Theorem ptclsg

Description: The closure of a box in the product topology is the box formed from the closures of the factors. The proof uses the axiom of choice; the last hypothesis is the choice assumption. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses ptcls.2 ⊢ J = ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R
ptcls.a ⊢ φ → A ∈ V
ptcls.j ⊢ φ ∧ k ∈ A → R ∈ TopOn ⁡ X
ptcls.c ⊢ φ ∧ k ∈ A → S ⊆ X
ptclsg.1 ⊢ φ → ⋃ k ∈ A S ∈ AC _ A
Assertion ptclsg ⊢ φ → cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S = ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ptcls.2 ⊢ J = ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R
2 ptcls.a ⊢ φ → A ∈ V
3 ptcls.j ⊢ φ ∧ k ∈ A → R ∈ TopOn ⁡ X
4 ptcls.c ⊢ φ ∧ k ∈ A → S ⊆ X
5 ptclsg.1 ⊢ φ → ⋃ k ∈ A S ∈ AC _ A
6 topontop ⊢ R ∈ TopOn ⁡ X → R ∈ Top
7 3 6 syl ⊢ φ ∧ k ∈ A → R ∈ Top
8 toponuni ⊢ R ∈ TopOn ⁡ X → X = ⋃ R
9 3 8 syl ⊢ φ ∧ k ∈ A → X = ⋃ R
10 4 9 sseqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ A → S ⊆ ⋃ R
11 eqid ⊢ ⋃ R = ⋃ R
12 11 clscld ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R → cls ⁡ R ⁡ S ∈ Clsd ⁡ R
13 7 10 12 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → cls ⁡ R ⁡ S ∈ Clsd ⁡ R
14 2 7 13 ptcldmpt ⊢ φ → ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∈ Clsd ⁡ ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R
15 1 fveq2i ⊢ Clsd ⁡ J = Clsd ⁡ ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R
16 14 15 eleqtrrdi ⊢ φ → ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∈ Clsd ⁡ J
17 11 sscls ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R → S ⊆ cls ⁡ R ⁡ S
18 7 10 17 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → S ⊆ cls ⁡ R ⁡ S
19 18 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A S ⊆ cls ⁡ R ⁡ S
20 ss2ixp ⊢ ∀ k ∈ A S ⊆ cls ⁡ R ⁡ S → ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S
21 19 20 syl ⊢ φ → ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S
22 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
23 22 clsss2 ⊢ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∈ Clsd ⁡ J ∧ ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S
24 16 21 23 syl2anc ⊢ φ → cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S
25 vex ⊢ u ∈ V
26 eqeq1 ⊢ x = u → x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
27 26 anbi2d ⊢ x = u → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
28 27 exbidv ⊢ x = u → ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
29 25 28 elab ⊢ u ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
30 nffvmpt1 ⊢ Ⅎ _ k k ∈ A ⟼ R ⁡ y
31 30 nfel2 ⊢ Ⅎ k g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y
32 nfv ⊢ Ⅎ y g ⁡ k ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ k
33 fveq2 ⊢ y = k → g ⁡ y = g ⁡ k
34 fveq2 ⊢ y = k → k ∈ A ⟼ R ⁡ y = k ∈ A ⟼ R ⁡ k
35 33 34 eleq12d ⊢ y = k → g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ↔ g ⁡ k ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ k
36 31 32 35 cbvralw ⊢ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ↔ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ k
37 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ A → k ∈ A
38 eqid ⊢ k ∈ A ⟼ R = k ∈ A ⟼ R
39 38 fvmpt2 ⊢ k ∈ A ∧ R ∈ TopOn ⁡ X → k ∈ A ⟼ R ⁡ k = R
40 37 3 39 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → k ∈ A ⟼ R ⁡ k = R
41 40 eleq2d ⊢ φ ∧ k ∈ A → g ⁡ k ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ k ↔ g ⁡ k ∈ R
42 41 ralbidva ⊢ φ → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ k ↔ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
43 36 42 bitrid ⊢ φ → ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ↔ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
44 43 anbi2d ⊢ φ → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ↔ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
45 44 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ↔ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
46 45 biimpa ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y → g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
47 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⋃ k ∈ A S ∈ AC _ A
48 simpll ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → φ
49 vex ⊢ f ∈ V
50 49 elixp ⊢ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ↔ f Fn A ∧ ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S
51 50 simprbi ⊢ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S
52 51 ad2antlr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S
53 11 clsndisj ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R ∧ f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S ∧ g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
54 53 ex ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R ∧ f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S → g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
55 54 3expia ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R → f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S → g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
56 7 10 55 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S → g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
57 56 ralimdva ⊢ φ → ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ cls ⁡ R ⁡ S → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
58 48 52 57 sylc ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
59 simprlr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R
60 simprr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y
61 33 cbvixpv ⊢ ⨉ y ∈ A g ⁡ y = ⨉ k ∈ A g ⁡ k
62 60 61 eleqtrdi ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ ⨉ k ∈ A g ⁡ k
63 49 elixp ⊢ f ∈ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ↔ f Fn A ∧ ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ g ⁡ k
64 63 simprbi ⊢ f ∈ ⨉ k ∈ A g ⁡ k → ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ g ⁡ k
65 62 64 syl ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ g ⁡ k
66 r19.26 ⊢ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k ↔ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ ∀ k ∈ A f ⁡ k ∈ g ⁡ k
67 59 65 66 sylanbrc ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k
68 ralim ⊢ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → g ⁡ k ∩ S ≠ ∅ → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ⁡ k ∈ g ⁡ k → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
69 58 67 68 sylc ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
70 rabn0 ⊢ z ∈ ⋃ k ∈ A S | z ∈ g ⁡ k ∩ S ≠ ∅ ↔ ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S
71 dfin5 ⊢ ⋃ k ∈ A S ∩ g ⁡ k ∩ S = z ∈ ⋃ k ∈ A S | z ∈ g ⁡ k ∩ S
72 inss2 ⊢ g ⁡ k ∩ S ⊆ S
73 ssiun2 ⊢ k ∈ A → S ⊆ ⋃ k ∈ A S
74 72 73 sstrid ⊢ k ∈ A → g ⁡ k ∩ S ⊆ ⋃ k ∈ A S
75 sseqin2 ⊢ g ⁡ k ∩ S ⊆ ⋃ k ∈ A S ↔ ⋃ k ∈ A S ∩ g ⁡ k ∩ S = g ⁡ k ∩ S
76 74 75 sylib ⊢ k ∈ A → ⋃ k ∈ A S ∩ g ⁡ k ∩ S = g ⁡ k ∩ S
77 71 76 eqtr3id ⊢ k ∈ A → z ∈ ⋃ k ∈ A S | z ∈ g ⁡ k ∩ S = g ⁡ k ∩ S
78 77 neeq1d ⊢ k ∈ A → z ∈ ⋃ k ∈ A S | z ∈ g ⁡ k ∩ S ≠ ∅ ↔ g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
79 70 78 bitr3id ⊢ k ∈ A → ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
80 79 ralbiia ⊢ ∀ k ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
81 69 80 sylibr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ k ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S
82 nfv ⊢ Ⅎ y ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S
83 nfiu1 ⊢ Ⅎ _ k ⋃ k ∈ A S
84 nfcv ⊢ Ⅎ _ k g ⁡ y
85 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ k ⦋ y / k⦌ S
86 84 85 nfin ⊢ Ⅎ _ k g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
87 86 nfel2 ⊢ Ⅎ k z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
88 83 87 nfrexw ⊢ Ⅎ k ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
89 fveq2 ⊢ k = y → g ⁡ k = g ⁡ y
90 csbeq1a ⊢ k = y → S = ⦋ y / k⦌ S
91 89 90 ineq12d ⊢ k = y → g ⁡ k ∩ S = g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
92 91 eleq2d ⊢ k = y → z ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
93 92 rexbidv ⊢ k = y → ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
94 82 88 93 cbvralw ⊢ ∀ k ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ ∀ y ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
95 81 94 sylib ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∀ y ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
96 eleq1 ⊢ z = h ⁡ y → z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S ↔ h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
97 96 acni3 ⊢ ⋃ k ∈ A S ∈ AC _ A ∧ ∀ y ∈ A ∃ z ∈ ⋃ k ∈ A S z ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S → ∃ h h : A ⟶ ⋃ k ∈ A S ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
98 47 95 97 syl2anc ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ∃ h h : A ⟶ ⋃ k ∈ A S ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
99 ffn ⊢ h : A ⟶ ⋃ k ∈ A S → h Fn A
100 nfv ⊢ Ⅎ y h ⁡ k ∈ g ⁡ k ∩ S
101 86 nfel2 ⊢ Ⅎ k h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
102 fveq2 ⊢ k = y → h ⁡ k = h ⁡ y
103 102 91 eleq12d ⊢ k = y → h ⁡ k ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
104 100 101 103 cbvralw ⊢ ∀ k ∈ A h ⁡ k ∈ g ⁡ k ∩ S ↔ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S
105 ne0i ⊢ h ∈ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S → ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ≠ ∅
106 vex ⊢ h ∈ V
107 106 elixp ⊢ h ∈ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ↔ h Fn A ∧ ∀ k ∈ A h ⁡ k ∈ g ⁡ k ∩ S
108 ixpin ⊢ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S = ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ ⨉ k ∈ A S
109 61 ineq1i ⊢ ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S = ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ ⨉ k ∈ A S
110 108 109 eqtr4i ⊢ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S
111 110 neeq1i ⊢ ⨉ k ∈ A g ⁡ k ∩ S ≠ ∅ ↔ ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
112 105 107 111 3imtr3i ⊢ h Fn A ∧ ∀ k ∈ A h ⁡ k ∈ g ⁡ k ∩ S → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
113 104 112 sylan2br ⊢ h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
114 99 113 sylan ⊢ h : A ⟶ ⋃ k ∈ A S ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
115 114 exlimiv ⊢ ∃ h h : A ⟶ ⋃ k ∈ A S ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ g ⁡ y ∩ ⦋ y / k⦌ S → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
116 98 115 syl ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R ∧ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
117 116 expr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ k ∈ A g ⁡ k ∈ R → f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
118 46 117 syldan ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y → f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
119 118 3adantr3 ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y → f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
120 eleq2 ⊢ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u ↔ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y
121 ineq1 ⊢ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → u ∩ ⨉ k ∈ A S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S
122 121 neeq1d ⊢ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅ ↔ ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
123 120 122 imbi12d ⊢ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅ ↔ f ∈ ⨉ y ∈ A g ⁡ y → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
124 119 123 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ∧ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y → u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
125 124 expimpd ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
126 125 exlimdv ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ u = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
127 29 126 biimtrid ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → u ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
128 127 ralrimiv ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → ∀ u ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
129 7 fmpttd ⊢ φ → k ∈ A ⟼ R : A ⟶ Top
130 129 ffnd ⊢ φ → k ∈ A ⟼ R Fn A
131 eqid ⊢ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y = x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
132 131 ptval ⊢ A ∈ V ∧ k ∈ A ⟼ R Fn A → ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R = topGen ⁡ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
133 2 130 132 syl2anc ⊢ φ → ∏ 𝑡 ⁡ k ∈ A ⟼ R = topGen ⁡ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
134 1 133 eqtrid ⊢ φ → J = topGen ⁡ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
135 134 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → J = topGen ⁡ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
136 3 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A R ∈ TopOn ⁡ X
137 1 pttopon ⊢ A ∈ V ∧ ∀ k ∈ A R ∈ TopOn ⁡ X → J ∈ TopOn ⁡ ⨉ k ∈ A X
138 2 136 137 syl2anc ⊢ φ → J ∈ TopOn ⁡ ⨉ k ∈ A X
139 toponuni ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ⨉ k ∈ A X → ⨉ k ∈ A X = ⋃ J
140 138 139 syl ⊢ φ → ⨉ k ∈ A X = ⋃ J
141 140 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → ⨉ k ∈ A X = ⋃ J
142 131 ptbas ⊢ A ∈ V ∧ k ∈ A ⟼ R : A ⟶ Top → x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∈ TopBases
143 2 129 142 syl2anc ⊢ φ → x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∈ TopBases
144 143 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∈ TopBases
145 4 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A S ⊆ X
146 ss2ixp ⊢ ∀ k ∈ A S ⊆ X → ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A X
147 145 146 syl ⊢ φ → ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A X
148 147 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → ⨉ k ∈ A S ⊆ ⨉ k ∈ A X
149 11 clsss3 ⊢ R ∈ Top ∧ S ⊆ ⋃ R → cls ⁡ R ⁡ S ⊆ ⋃ R
150 7 10 149 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → cls ⁡ R ⁡ S ⊆ ⋃ R
151 150 9 sseqtrrd ⊢ φ ∧ k ∈ A → cls ⁡ R ⁡ S ⊆ X
152 151 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ⊆ X
153 ss2ixp ⊢ ∀ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ⊆ X → ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ⊆ ⨉ k ∈ A X
154 152 153 syl ⊢ φ → ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S ⊆ ⨉ k ∈ A X
155 154 sselda ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → f ∈ ⨉ k ∈ A X
156 135 141 144 148 155 elcls3 ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → f ∈ cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S ↔ ∀ u ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ k ∈ A ⟼ R ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y f ∈ u → u ∩ ⨉ k ∈ A S ≠ ∅
157 128 156 mpbird ⊢ φ ∧ f ∈ ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S → f ∈ cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S
158 24 157 eqelssd ⊢ φ → cls ⁡ J ⁡ ⨉ k ∈ A S = ⨉ k ∈ A cls ⁡ R ⁡ S