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Theorem flimsncls 17681
Description: If  A is a limit point of the filter  F, then all the points which specialize  A (in the specialization preorder) are also limit points. Thus the set of limit points is a union of closed sets (although this is only nontrivial for non-T1 spaces). (Contributed by Mario Carneiro, 20-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
flimsncls  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  ( ( cls `  J ) `  { A } )  C_  ( J  fLim  F ) )

Proof of Theorem flimsncls
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 flimtop 17660 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  J  e.  Top )
2 eqid 2283 . . . . . . . 8  |-  U. J  =  U. J
32flimelbas 17663 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  A  e.  U. J )
43snssd 3760 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  { A }  C_  U. J )
52clsss3 16796 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  { A }  C_  U. J
)  ->  ( ( cls `  J ) `  { A } )  C_  U. J )
61, 4, 5syl2anc 642 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  ( ( cls `  J ) `  { A } )  C_  U. J )
76sselda 3180 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  x  e.  U. J )
8 simpll 730 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  A  e.  ( J  fLim  F
) )
98, 1syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  J  e.  Top )
10 simprl 732 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  y  e.  J )
111adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  J  e.  Top )
124adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  { A }  C_  U. J
)
13 simpr 447 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  x  e.  ( ( cls `  J ) `  { A } ) )
1411, 12, 133jca 1132 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  -> 
( J  e.  Top  /\ 
{ A }  C_  U. J  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) ) )
152clsndisj 16812 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\ 
{ A }  C_  U. J  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  (
y  i^i  { A } )  =/=  (/) )
16 disjsn 3693 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  i^i  { A } )  =  (/)  <->  -.  A  e.  y )
1716necon2abii 2501 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  y  <->  ( y  i^i  { A } )  =/=  (/) )
1815, 17sylibr 203 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\ 
{ A }  C_  U. J  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  A  e.  y )
1914, 18sylan 457 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  A  e.  y )
20 opnneip 16856 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  y  e.  J  /\  A  e.  y )  ->  y  e.  ( ( nei `  J ) `
 { A }
) )
219, 10, 19, 20syl3anc 1182 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  y  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )
22 flimnei 17662 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  y  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
y  e.  F )
238, 21, 22syl2anc 642 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  ( y  e.  J  /\  x  e.  y
) )  ->  y  e.  F )
2423expr 598 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  ( J  fLim  F )  /\  x  e.  (
( cls `  J
) `  { A } ) )  /\  y  e.  J )  ->  ( x  e.  y  ->  y  e.  F
) )
2524ralrimiva 2626 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) )
262toptopon 16671 . . . . . 6  |-  ( J  e.  Top  <->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
2711, 26sylib 188 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  J  e.  (TopOn `  U. J ) )
282flimfil 17664 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  F  e.  ( Fil `  U. J
) )
2928adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  F  e.  ( Fil ` 
U. J ) )
30 flimopn 17670 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  U. J )  /\  F  e.  ( Fil `  U. J ) )  -> 
( x  e.  ( J  fLim  F )  <->  ( x  e.  U. J  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) ) ) )
3127, 29, 30syl2anc 642 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  -> 
( x  e.  ( J  fLim  F )  <->  ( x  e.  U. J  /\  A. y  e.  J  ( x  e.  y  ->  y  e.  F ) ) ) )
327, 25, 31mpbir2and 888 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( J 
fLim  F )  /\  x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } ) )  ->  x  e.  ( J  fLim  F ) )
3332ex 423 . 2  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  ( x  e.  ( ( cls `  J
) `  { A } )  ->  x  e.  ( J  fLim  F
) ) )
3433ssrdv 3185 1  |-  ( A  e.  ( J  fLim  F )  ->  ( ( cls `  J ) `  { A } )  C_  ( J  fLim  F ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    /\ w3a 934    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543    i^i cin 3151    C_ wss 3152   (/)c0 3455   {csn 3640   U.cuni 3827   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   Topctop 16631  TopOnctopon 16632   clsccl 16755   neicnei 16834   Filcfil 17540    fLim cflim 17629
This theorem is referenced by:  tsmscls  17820
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-iin 3908  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-id 4309  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-top 16636  df-topon 16639  df-cld 16756  df-ntr 16757  df-cls 16758  df-nei 16835  df-fbas 17520  df-fil 17541  df-flim 17634
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