HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem elcls 7704
Description: Membership in a closure. Theorem 6.5(a) of [Munkres] p. 95.
Hypothesis
Ref Expression
clscld.1 |- X = U.J
Assertion
Ref Expression
elcls |- ((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) -> (P e. ((cls`
J)` S) <-> A.x e. J (P e. x -> (x i^i S) =/= (/))))
Distinct variable groups:   x,J   x,P   x,S   x,X

Proof of Theorem elcls
StepHypRef Expression
1 eleq2 1535 . . . . . . 7 |- (x = (X \ ((cls` J)` S)) -> (P e. x <-> P e. (X \ ((cls` J)` S))))
2 ineq1 2210 . . . . . . . . 9 |- (x = (X \ ((cls` J)` S)) -> (x i^i S) = ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S))
32neeq1d 1594 . . . . . . . 8 |- (x = (X \ ((cls` J)` S)) -> ((x i^i S) =/= (/) <-> ((X \ ((cls`
J)` S)) i^i S) =/= (/)))
43negbid 611 . . . . . . 7 |- (x = (X \ ((cls` J)` S)) -> (-. (x i^i S) =/= (/) <-> -. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/)))
51, 4anbi12d 628 . . . . . 6 |- (x = (X \ ((cls` J)` S)) -> ((P e. x /\ -. (x i^i S) =/= (/)) <-> (P e. (X \ ((cls` J)` S)) /\ -. ((X \ ((cls`
J)` S)) i^i S) =/= (/))))
65rcla4ev 1877 . . . . 5 |- (((X \ ((cls` J)` S)) e. J /\ (P e. (X \ ((cls` J)` S)) /\ -. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/))) -> E.x e. J (P e. x /\ -. (x i^i S) =/= (/)))
7 clscld.1 . . . . . . . 8 |- X = U.J
87cmclsopn 7693 . . . . . . 7 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> (X \ ((cls` J)` S)) e. J)
983adant3 799 . . . . . 6 |- ((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) -> (X \ ((cls`
J)` S)) e. J)
109adantr 389 . . . . 5 |- (((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> (X \ ((cls` J)` S)) e. J)
11 eldif 2057 . . . . . . . 8 |- (P e. (X \ ((cls` J)` S)) <-> (P e. X /\ -. P e. ((cls`
J)` S)))
1211biimpr 152 . . . . . . 7 |- ((P e. X /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> P e. (X \ ((cls`
J)` S)))
13123ad2antl3 811 . . . . . 6 |- (((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> P e. (X \ ((cls`
J)` S)))
14 pm3.27 323 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> S (_ X)
157sscls 7689 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> S (_ ((cls`
J)` S))
1614, 15jca 288 . . . . . . . . . . . 12 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> (S (_ X /\ S (_ ((cls`
J)` S)))
17 ssin 2232 . . . . . . . . . . . 12 |- ((S (_ X /\ S (_ ((cls`
J)` S)) <-> S (_ (X i^i ((cls` J)` S)))
1816, 17sylib 198 . . . . . . . . . . 11 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> S (_ (X i^i ((cls` J)` S)))
19 dfin4 2248 . . . . . . . . . . 11 |- (X i^i ((cls`
J)` S)) = (X \ (X \ ((cls`
J)` S)))
2018, 19syl6ss 2107 . . . . . . . . . 10 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> S (_ (X \ (X \ ((cls` J)` S))))
21 reldisj 2313 . . . . . . . . . . 11 |- (S (_ X -> ((S i^i (X \ ((cls`
J)` S))) = (/) <-> S (_ (X \ (X \ ((cls` J)` S)))))
2221adantl 388 . . . . . . . . . 10 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> ((S i^i (X \ ((cls` J)` S))) = (/) <-> S (_ (X \ (X \ ((cls`
J)` S)))))
2320, 22mpbird 196 . . . . . . . . 9 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> (S i^i (X \ ((cls`
J)` S))) = (/))
24 nne 1589 . . . . . . . . . 10 |- (-. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/) <-> ((X \ ((cls`
J)` S)) i^i S) = (/))
25 incom 2208 . . . . . . . . . . 11 |- ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) = (S i^i (X \ ((cls`
J)` S)))
2625eqeq1i 1482 . . . . . . . . . 10 |- (((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) = (/) <-> (S i^i (X \ ((cls`
J)` S))) = (/))
2724, 26bitr 173 . . . . . . . . 9 |- (-. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/) <-> (S i^i (X \ ((cls` J)` S))) = (/))
2823, 27sylibr 200 . . . . . . . 8 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> -. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/))
29283adant3 799 . . . . . . 7 |- ((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) -> -. ((X \ ((cls` J)` S)) i^i S) =/= (/))
3029adantr 389 . . . . . 6 |- (((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> -. ((X \ ((cls`
J)` S)) i^i S) =/= (/))
3113, 30jca 288 . . . . 5 |- (((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> (P e. (X \ ((cls` J)` S)) /\ -. ((X \ ((cls`
J)` S)) i^i S) =/= (/)))
326, 10, 31sylanc 471 . . . 4 |- (((J e. Top /\ S (_ X /\ P e. X) /\ -. P e. ((cls` J)` S)) -> E.x e. J (P e. x /\ -. (x i^i S) =/= (/)))
337clsss2 7703 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((J e. Top /\ (X \ x) e. (Clsd` J) /\ S (_ (X \ x)) -> ((cls`
J)` S) (_ (X \ x))
34 pm3.26 319 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> J e. Top)
3534ad2antrr 404 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> J e. Top)
367opncld 7674 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((J e. Top /\ x e. J) -> (X \ x) e. (Clsd` J))
3736adantlr 393 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) -> (X \ x) e. (Clsd` J))
3837adantr 389 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> (X \ x) e. (Clsd` J))
39 reldisj 2313 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (S (_ X -> ((S i^i x) = (/) <-> S (_ (X \ x)))
4039biimpa 416 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((S (_ X /\ (S i^i x) = (/)) -> S (_ (X \ x))
4140adantll 392 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (((J e. Top /\ S (_ X) /\ (S i^i x) = (/)) -> S (_ (X \ x))
4241adantlr 393 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> S (_ (X \ x))
4333, 35, 38, 42syl3anc 858 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> ((cls` J)` S) (_ (X \ x))
4443sseld 2067 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> (P e. ((cls`
J)` S) -> P e. (X \ x)))
45 eldifn 2163 . . . . . . . . . . . . 13 |- (P e. (X \ x) -> -. P e. x)
4644, 45syl6 22 . . . . . . . . . . . 12 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> (P e. ((cls`
J)` S) -> -. P e. x))
4746con2d 91 . . . . . . . . . . 11 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ (S i^i x) = (/)) -> (P e. x -> -. P e. ((cls`
J)` S)))
48 incom 2208 . . . . . . . . . . . . 13 |- (S i^i x) = (x i^i S)
4948eqeq1i 1482 . . . . . . . . . . . 12 |- ((S i^i x) = (/) <-> (x i^i S) = (/))
50 df-ne 1587 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((x i^i S) =/= (/) <-> -. (x i^i S) = (/))
5150con2bii 221 . . . . . . . . . . . 12 |- ((x i^i S) = (/) <-> -. (x i^i S) =/= (/))
5249, 51bitr 173 . . . . . . . . . . 11 |- ((S i^i x) = (/) <-> -. (x i^i S) =/= (/))
5347, 52sylan2br 453 . . . . . . . . . 10 |- ((((J e. Top /\ S (_ X) /\ x e. J) /\ -. (x i^i S) =/= (/)) -> (P e. x -> -. P e. ((cls` J)` S)))
5453exp31 376 . . . . . . . . 9 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> (x e. J -> (-. (x i^i S) =/= (/) -> (P e. x -> -. P e. ((cls`
J)` S)))))
5554com34 36 . . . . . . . 8 |- ((J e. Top /\ S (_ X) -> (x e. J -> (P e. x -> (-. (x i^i S) =/= (/) -> -. P e. ((cls`
J)` S)))))
5655imp4a 364 . . . . . .