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")]
@[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")]
@[deprecated Order.isNormal_iff_strictMono_and_continuous (since := "2025-08-21")]

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.

Equations
    Instances For

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

      Equations
        Instances For
          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