Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cnextfun Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnextfun 21915
 Description: If the target space is Hausdorff, a continuous extension is a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
cnextfrel.1 𝐶 = 𝐽
cnextfrel.2 𝐵 = 𝐾
Assertion
Ref Expression
cnextfun (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))

Proof of Theorem cnextfun
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 haustop 21183 . . 3 (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
2 cnextfrel.1 . . . 4 𝐶 = 𝐽
3 cnextfrel.2 . . . 4 𝐵 = 𝐾
42, 3cnextrel 21914 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → Rel ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
51, 4sylanl2 684 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → Rel ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
6 simpllr 815 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝐾 ∈ Haus)
72toptopon 20770 . . . . . . . . . 10 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
87biimpi 206 . . . . . . . . 9 (𝐽 ∈ Top → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
98ad3antrrr 766 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
10 simplrr 818 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝐴𝐶)
119, 7sylibr 224 . . . . . . . . . 10 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝐽 ∈ Top)
122clsss3 20911 . . . . . . . . . 10 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴𝐶) → ((cls‘𝐽)‘𝐴) ⊆ 𝐶)
1311, 10, 12syl2anc 694 . . . . . . . . 9 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((cls‘𝐽)‘𝐴) ⊆ 𝐶)
14 simpr 476 . . . . . . . . 9 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
1513, 14sseldd 3637 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥𝐶)
16 trnei 21743 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶𝑥𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
1716biimpa 500 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶𝑥𝐶) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
189, 10, 15, 14, 17syl31anc 1369 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
19 simplrl 817 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝐹:𝐴𝐵)
203hausflf 21848 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Haus ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
216, 18, 19, 20syl3anc 1366 . . . . . 6 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
2221ex 449 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
2322alrimiv 1895 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ∀𝑥(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
24 moanimv 2560 . . . . 5 (∃*𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
2524albii 1787 . . . 4 (∀𝑥∃*𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) → ∃*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
2623, 25sylibr 224 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ∀𝑥∃*𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
27 df-br 4686 . . . . . . 7 (𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
2827a1i 11 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
292, 3cnextfval 21913 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
301, 29sylanl2 684 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
3130eleq2d 2716 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
32 opeliunxp 5204 . . . . . . 7 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
3332a1i 11 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
3428, 31, 333bitrd 294 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦 ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
3534mobidv 2519 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (∃*𝑦 𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦 ↔ ∃*𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
3635albidv 1889 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → (∀𝑥∃*𝑦 𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦 ↔ ∀𝑥∃*𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
3726, 36mpbird 247 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ∀𝑥∃*𝑦 𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦)
38 dffun6 5941 . 2 (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (Rel ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ ∀𝑥∃*𝑦 𝑥((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)𝑦))
395, 37, 38sylanbrc 699 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054  ∀wal 1521   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∃*wmo 2499   ⊆ wss 3607  {csn 4210  ⟨cop 4216  ∪ cuni 4468  ∪ ciun 4552   class class class wbr 4685   × cxp 5141  Rel wrel 5148  Fun wfun 5920  ⟶wf 5922  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↾t crest 16128  Topctop 20746  TopOnctopon 20763  clsccl 20870  neicnei 20949  Hauscha 21160  Filcfil 21696   fLimf cflf 21786  CnExtccnext 21910 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-id 5053  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-map 7901  df-pm 7902  df-rest 16130  df-fbas 19791  df-top 20747  df-topon 20764  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-haus 21167  df-fil 21697  df-flim 21790  df-flf 21791  df-cnext 21911 This theorem is referenced by:  cnextfvval  21916  cnextf  21917  cnextfres  21920
 Copyright terms: Public domain W3C validator