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Theorem txcls

Description: Closure of a rectangle in the product topology. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion txcls R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R × t S A × B = cls R A × cls S B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 topontop R TopOn X R Top
2 1 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y R Top
3 simprl R TopOn X S TopOn Y A X B Y A X
4 toponuni R TopOn X X = R
5 4 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y X = R
6 3 5 sseqtrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y A R
7 eqid R = R
8 7 clscld R Top A R cls R A Clsd R
9 2 6 8 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R A Clsd R
10 topontop S TopOn Y S Top
11 10 ad2antlr R TopOn X S TopOn Y A X B Y S Top
12 simprr R TopOn X S TopOn Y A X B Y B Y
13 toponuni S TopOn Y Y = S
14 13 ad2antlr R TopOn X S TopOn Y A X B Y Y = S
15 12 14 sseqtrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y B S
16 eqid S = S
17 16 clscld S Top B S cls S B Clsd S
18 11 15 17 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls S B Clsd S
19 txcld cls R A Clsd R cls S B Clsd S cls R A × cls S B Clsd R × t S
20 9 18 19 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R A × cls S B Clsd R × t S
21 7 sscls R Top A R A cls R A
22 2 6 21 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y A cls R A
23 16 sscls S Top B S B cls S B
24 11 15 23 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y B cls S B
25 xpss12 A cls R A B cls S B A × B cls R A × cls S B
26 22 24 25 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y A × B cls R A × cls S B
27 eqid R × t S = R × t S
28 27 clsss2 cls R A × cls S B Clsd R × t S A × B cls R A × cls S B cls R × t S A × B cls R A × cls S B
29 20 26 28 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R × t S A × B cls R A × cls S B
30 relxp Rel cls R A × cls S B
31 30 a1i R TopOn X S TopOn Y A X B Y Rel cls R A × cls S B
32 opelxp x y cls R A × cls S B x cls R A y cls S B
33 eltx R TopOn X S TopOn Y u R × t S z u r R s S z r × s r × s u
34 33 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B u R × t S z u r R s S z r × s r × s u
35 eleq1 z = x y z r × s x y r × s
36 35 anbi1d z = x y z r × s r × s u x y r × s r × s u
37 36 2rexbidv z = x y r R s S z r × s r × s u r R s S x y r × s r × s u
38 37 rspccva z u r R s S z r × s r × s u x y u r R s S x y r × s r × s u
39 2 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u R Top
40 6 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u A R
41 simplrl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u x cls R A
42 simprll R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u r R
43 simprrl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u x y r × s
44 opelxp x y r × s x r y s
45 43 44 sylib R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u x r y s
46 45 simpld R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u x r
47 7 clsndisj R Top A R x cls R A r R x r r A
48 39 40 41 42 46 47 syl32anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u r A
49 n0 r A z z r A
50 48 49 sylib R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z z r A
51 11 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u S Top
52 15 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u B S
53 simplrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u y cls S B
54 simprlr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u s S
55 45 simprd R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u y s
56 16 clsndisj S Top B S y cls S B s S y s s B
57 51 52 53 54 55 56 syl32anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u s B
58 n0 s B w w s B
59 57 58 sylib R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u w w s B
60 exdistrv z w z r A w s B z z r A w w s B
61 opelxpi z r A w s B z w r A × s B
62 inxp r × s A × B = r A × s B
63 61 62 eleqtrrdi z r A w s B z w r × s A × B
64 63 elin1d z r A w s B z w r × s
65 simprrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u r × s u
66 65 sselda R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z w r × s z w u
67 64 66 sylan2 R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z r A w s B z w u
68 63 elin2d z r A w s B z w A × B
69 68 adantl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z r A w s B z w A × B
70 inelcm z w u z w A × B u A × B
71 67 69 70 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z r A w s B u A × B
72 71 ex R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z r A w s B u A × B
73 72 exlimdvv R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z w z r A w s B u A × B
74 60 73 syl5bir R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u z z r A w w s B u A × B
75 50 59 74 mp2and R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u u A × B
76 75 expr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u u A × B
77 76 rexlimdvva R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B r R s S x y r × s r × s u u A × B
78 38 77 syl5 R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B z u r R s S z r × s r × s u x y u u A × B
79 78 expd R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B z u r R s S z r × s r × s u x y u u A × B
80 34 79 sylbid R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B u R × t S x y u u A × B
81 80 ralrimiv R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B u R × t S x y u u A × B
82 txtopon R TopOn X S TopOn Y R × t S TopOn X × Y
83 82 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B R × t S TopOn X × Y
84 topontop R × t S TopOn X × Y R × t S Top
85 83 84 syl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B R × t S Top
86 xpss12 A X B Y A × B X × Y
87 86 ad2antlr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B A × B X × Y
88 toponuni R × t S TopOn X × Y X × Y = R × t S
89 83 88 syl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B X × Y = R × t S
90 87 89 sseqtrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B A × B R × t S
91 7 clsss3 R Top A R cls R A R
92 2 6 91 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R A R
93 92 5 sseqtrrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R A X
94 93 sselda R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A x X
95 94 adantrr R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x X
96 16 clsss3 S Top B S cls S B S
97 11 15 96 syl2anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls S B S
98 97 14 sseqtrrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls S B Y
99 98 sselda R TopOn X S TopOn Y A X B Y y cls S B y Y
100 99 adantrl R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B y Y
101 95 100 opelxpd R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x y X × Y
102 101 89 eleqtrd R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x y R × t S
103 27 elcls R × t S Top A × B R × t S x y R × t S x y cls R × t S A × B u R × t S x y u u A × B
104 85 90 102 103 syl3anc R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x y cls R × t S A × B u R × t S x y u u A × B
105 81 104 mpbird R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x y cls R × t S A × B
106 105 ex R TopOn X S TopOn Y A X B Y x cls R A y cls S B x y cls R × t S A × B
107 32 106 syl5bi R TopOn X S TopOn Y A X B Y x y cls R A × cls S B x y cls R × t S A × B
108 31 107 relssdv R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R A × cls S B cls R × t S A × B
109 29 108 eqssd R TopOn X S TopOn Y A X B Y cls R × t S A × B = cls R A × cls S B