Documentation

Mathlib.SetTheory.Ordinal.Topology

Topology of ordinals #

We prove some miscellaneous results involving the order topology of ordinals.

Main results #

@[deprecated SuccOrder.isOpen_singleton_iff (since := "2026-01-20")]
@[deprecated SuccOrder.nhds_eq_pure (since := "2026-01-20")]
theorem Ordinal.nhds_eq_pure {a : Ordinal.{u}} :
nhds a = pure a โ†” ยฌOrder.IsSuccLimit a
@[deprecated SuccOrder.isOpen_iff (since := "2026-01-20")]
theorem Ordinal.isOpen_iff {s : Set Ordinal.{u}} :
IsOpen s โ†” โˆ€ o โˆˆ s, Order.IsSuccLimit o โ†’ โˆƒ a < o, Set.Ioo a o โІ s
theorem Ordinal.mem_closure_tfae (a : Ordinal.{u}) (s : Set Ordinal.{u}) :
[a โˆˆ closure s, a โˆˆ closure (s โˆฉ Set.Iic a), (s โˆฉ Set.Iic a).Nonempty โˆง sSup (s โˆฉ Set.Iic a) = a, โˆƒ t โІ s, t.Nonempty โˆง BddAbove t โˆง sSup t = a, โˆƒ (o : Ordinal.{u}), o โ‰  0 โˆง โˆƒ (f : (x : Ordinal.{u}) โ†’ x < o โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (x : Ordinal.{u}) (hx : x < o), f x hx โˆˆ s) โˆง o.bsup f = a, โˆƒ (ฮน : Type u), Nonempty ฮน โˆง โˆƒ (f : ฮน โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : ฮน), f i โˆˆ s) โˆง โจ† (i : ฮน), f i = a].TFAE
theorem Ordinal.mem_closure_iff_iSup {s : Set Ordinal.{u}} {a : Ordinal.{u}} :
a โˆˆ closure s โ†” โˆƒ (ฮน : Type u) (_ : Nonempty ฮน) (f : ฮน โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : ฮน), f i โˆˆ s) โˆง โจ† (i : ฮน), f i = a
theorem Ordinal.mem_iff_iSup_of_isClosed {s : Set Ordinal.{u}} {a : Ordinal.{u}} (hs : IsClosed s) :
a โˆˆ s โ†” โˆƒ (ฮน : Type u) (_ : Nonempty ฮน) (f : ฮน โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : ฮน), f i โˆˆ s) โˆง โจ† (i : ฮน), f i = a
theorem Ordinal.mem_closure_iff_bsup {s : Set Ordinal.{u}} {a : Ordinal.{u}} :
a โˆˆ closure s โ†” โˆƒ (o : Ordinal.{u}) (_ : o โ‰  0) (f : (a : Ordinal.{u}) โ†’ a < o โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : Ordinal.{u}) (hi : i < o), f i hi โˆˆ s) โˆง o.bsup f = a
theorem Ordinal.mem_closed_iff_bsup {s : Set Ordinal.{u}} {a : Ordinal.{u}} (hs : IsClosed s) :
a โˆˆ s โ†” โˆƒ (o : Ordinal.{u}) (_ : o โ‰  0) (f : (a : Ordinal.{u}) โ†’ a < o โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : Ordinal.{u}) (hi : i < o), f i hi โˆˆ s) โˆง o.bsup f = a
theorem Ordinal.isClosed_iff_iSup {s : Set Ordinal.{u}} :
IsClosed s โ†” โˆ€ {ฮน : Type u}, Nonempty ฮน โ†’ โˆ€ (f : ฮน โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : ฮน), f i โˆˆ s) โ†’ โจ† (i : ฮน), f i โˆˆ s
theorem Ordinal.isClosed_iff_bsup {s : Set Ordinal.{u}} :
IsClosed s โ†” โˆ€ {o : Ordinal.{u}}, o โ‰  0 โ†’ โˆ€ (f : (a : Ordinal.{u}) โ†’ a < o โ†’ Ordinal.{u}), (โˆ€ (i : Ordinal.{u}) (hi : i < o), f i hi โˆˆ s) โ†’ o.bsup f โˆˆ s
@[deprecated SuccOrder.isSuccLimit_of_mem_frontier (since := "2026-01-20")]

An ordinal is an accumulation point of a set of ordinals if it is positive and there are elements in the set arbitrarily close to the ordinal from below.

Instances For

    A set of ordinals is closed below an ordinal if it contains all of its accumulation points below the ordinal.

    Instances For
      theorem Ordinal.isAcc_iff (o : Ordinal.{u_1}) (S : Set Ordinal.{u_1}) :
      o.IsAcc S โ†” o โ‰  0 โˆง โˆ€ p < o, (S โˆฉ Set.Ioo p o).Nonempty
      theorem Ordinal.IsAcc.forall_lt {o : Ordinal.{u_1}} {S : Set Ordinal.{u_1}} (h : o.IsAcc S) (p : Ordinal.{u_1}) :
      p < o โ†’ (S โˆฉ Set.Ioo p o).Nonempty
      theorem Ordinal.IsAcc.mono {o : Ordinal.{u_1}} {S T : Set Ordinal.{u_1}} (h : S โІ T) (ho : o.IsAcc S) :
      o.IsAcc T
      @[deprecated Topology.IsOpenEmbedding.accPt_comap_iff (since := "2026-03-30")]
      theorem Ordinal.accPt_subtype {p o : Ordinal.{u_1}} (S : Set Ordinal.{u_1}) (hpo : p < o) :
      AccPt p (Filter.principal S) โ†” AccPt โŸจp, hpoโŸฉ (Filter.principal (Subtype.val โปยน' S))
      theorem Ordinal.isClosedBelow_iff {S : Set Ordinal.{u_1}} {o : Ordinal.{u_1}} :
      IsClosedBelow S o โ†” โˆ€ p < o, p.IsAcc S โ†’ p โˆˆ S
      theorem Ordinal.IsClosedBelow.forall_lt {S : Set Ordinal.{u_1}} {o : Ordinal.{u_1}} :
      IsClosedBelow S o โ†’ โˆ€ p < o, p.IsAcc S โ†’ p โˆˆ S

      Alias of the forward direction of Ordinal.isClosedBelow_iff.

      theorem Ordinal.IsClosedBelow.iInter {ฮน : Type u} {f : ฮน โ†’ Set Ordinal.{u_1}} {o : Ordinal.{u_1}} (h : โˆ€ (i : ฮน), IsClosedBelow (f i) o) :
      IsClosedBelow (โ‹‚ (i : ฮน), f i) o