Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  refsumcn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem refsumcn 38658
 Description: A finite sum of continuous real functions, from a common topological space, is continuous. The class expression for B normally contains free variables k and x to index it. See fsumcn 22576 for the analogous theorem on continuous complex functions. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
refsumcn.1 𝑥𝜑
refsumcn.2 𝐾 = (topGen‘ran (,))
refsumcn.3 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
refsumcn.4 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
refsumcn.5 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Assertion
Ref Expression
refsumcn (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝐴   𝑘,𝐽,𝑥   𝑘,𝑋,𝑥   𝜑,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐵(𝑥,𝑘)   𝐾(𝑥,𝑘)

Proof of Theorem refsumcn
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2626 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
2 refsumcn.3 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3 refsumcn.4 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
4 refsumcn.5 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
5 refsumcn.2 . . . . . . . 8 𝐾 = (topGen‘ran (,))
61tgioo2 22509 . . . . . . . 8 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
75, 6eqtri 2648 . . . . . . 7 𝐾 = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
87oveq2i 6616 . . . . . 6 (𝐽 Cn 𝐾) = (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))
94, 8syl6eleq 2714 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)))
101cnfldtopon 22491 . . . . . . 7 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
1110a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ))
122adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
13 retopon 22472 . . . . . . . . . 10 (topGen‘ran (,)) ∈ (TopOn‘ℝ)
145, 13eqeltri 2700 . . . . . . . . 9 𝐾 ∈ (TopOn‘ℝ)
1514a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐾 ∈ (TopOn‘ℝ))
16 cnf2 20958 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝐾 ∈ (TopOn‘ℝ) ∧ (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → (𝑥𝑋𝐵):𝑋⟶ℝ)
1712, 15, 4, 16syl3anc 1323 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵):𝑋⟶ℝ)
18 frn 6012 . . . . . . 7 ((𝑥𝑋𝐵):𝑋⟶ℝ → ran (𝑥𝑋𝐵) ⊆ ℝ)
1917, 18syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → ran (𝑥𝑋𝐵) ⊆ ℝ)
20 ax-resscn 9938 . . . . . . 7 ℝ ⊆ ℂ
2120a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → ℝ ⊆ ℂ)
22 cnrest2 20995 . . . . . 6 (((TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ) ∧ ran (𝑥𝑋𝐵) ⊆ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → ((𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
2311, 19, 21, 22syl3anc 1323 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → ((𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
249, 23mpbird 247 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
251, 2, 3, 24fsumcnf 38649 . . 3 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)))
2610a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ))
27 refsumcn.1 . . . . . . . . . . 11 𝑥𝜑
283adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝐴 ∈ Fin)
29 simpll 789 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐴) → 𝜑)
30 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘𝐴)
3129, 30jca 554 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐴) → (𝜑𝑘𝐴))
32 simplr 791 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑥𝑋)
33 eqid 2626 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥𝑋𝐵) = (𝑥𝑋𝐵)
3433fmpt 6338 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∀𝑥𝑋 𝐵 ∈ ℝ ↔ (𝑥𝑋𝐵):𝑋⟶ℝ)
3517, 34sylibr 224 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑘𝐴) → ∀𝑥𝑋 𝐵 ∈ ℝ)
36 rsp 2929 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑥𝑋 𝐵 ∈ ℝ → (𝑥𝑋𝐵 ∈ ℝ))
3735, 36syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑥𝑋𝐵 ∈ ℝ))
3831, 32, 37sylc 65 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
3928, 38fsumrecl 14393 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝑋) → Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ)
4039ex 450 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥𝑋 → Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ))
4127, 40ralrimi 2956 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥𝑋 Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ)
42 eqid 2626 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) = (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)
4342fnmpt 5979 . . . . . . . . . 10 (∀𝑥𝑋 Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) Fn 𝑋)
4441, 43syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) Fn 𝑋)
45 nfcv 2767 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑋
46 nfcv 2767 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑦
47 nfmpt1 4712 . . . . . . . . . 10 𝑥(𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)
4845, 46, 47fvelrnbf 38646 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) Fn 𝑋 → (𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ↔ ∃𝑥𝑋 ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦))
4944, 48syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ↔ ∃𝑥𝑋 ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦))
5049biimpa 501 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)) → ∃𝑥𝑋 ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦)
5147nfrn 5332 . . . . . . . . . 10 𝑥ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)
5251nfcri 2761 . . . . . . . . 9 𝑥 𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)
5327, 52nfan 1830 . . . . . . . 8 𝑥(𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵))
54 nfcv 2767 . . . . . . . . 9 𝑥
5554nfcri 2761 . . . . . . . 8 𝑥 𝑦 ∈ ℝ
56 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥𝑋)
5756, 39jca 554 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑥𝑋 ∧ Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ))
5842fvmpt2 6249 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥𝑋 ∧ Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = Σ𝑘𝐴 𝐵)
5957, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝑋) → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = Σ𝑘𝐴 𝐵)
60593adant3 1079 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = Σ𝑘𝐴 𝐵)
61 simp3 1061 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦)
6260, 61eqtr3d 2662 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → Σ𝑘𝐴 𝐵 = 𝑦)
63393adant3 1079 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ)
6462, 63eqeltrrd 2705 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → 𝑦 ∈ ℝ)
65643adant1r 1316 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦) → 𝑦 ∈ ℝ)
66653exp 1261 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)) → (𝑥𝑋 → (((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦𝑦 ∈ ℝ)))
6753, 55, 66rexlimd 3024 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)) → (∃𝑥𝑋 ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)‘𝑥) = 𝑦𝑦 ∈ ℝ))
6850, 67mpd 15 . . . . . 6 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ)
6968ex 450 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ))
7069ssrdv 3594 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ⊆ ℝ)
7120a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
72 cnrest2 20995 . . . 4 (((TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ) ∧ ran (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ⊆ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
7326, 70, 71, 72syl3anc 1323 . . 3 (𝜑 → ((𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn (TopOpen‘ℂfld)) ↔ (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))))
7425, 73mpbid 222 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)))
7574, 8syl6eleqr 2715 1 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   ∧ w3a 1036   = wceq 1480  Ⅎwnf 1705   ∈ wcel 1992  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   ⊆ wss 3560   ↦ cmpt 4678  ran crn 5080   Fn wfn 5845  ⟶wf 5846  ‘cfv 5850  (class class class)co 6605  Fincfn 7900  ℂcc 9879  ℝcr 9880  (,)cioo 12114  Σcsu 14345   ↾t crest 15997  TopOpenctopn 15998  topGenctg 16014  ℂfldccnfld 19660  TopOnctopon 20613   Cn ccn 20933 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-inf2 8483  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959  ax-addf 9960 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-iin 4493  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-isom 5859  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-of 6851  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-supp 7242  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-2o 7507  df-oadd 7510  df-er 7688  df-map 7805  df-ixp 7854  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-fsupp 8221  df-fi 8262  df-sup 8293  df-inf 8294  df-oi 8360  df-card 8710  df-cda 8935  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-4 11026  df-5 11027  df-6 11028  df-7 11029  df-8 11030  df-9 11031  df-n0 11238  df-z 11323  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ioo 12118  df-icc 12121  df-fz 12266  df-fzo 12404  df-seq 12739  df-exp 12798  df-hash 13055  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-clim 14148  df-sum 14346  df-struct 15778  df-ndx 15779  df-slot 15780  df-base 15781  df-sets 15782  df-ress 15783  df-plusg 15870  df-mulr 15871  df-starv 15872  df-sca 15873  df-vsca 15874  df-ip 15875  df-tset 15876  df-ple 15877  df-ds 15880  df-unif 15881  df-hom 15882  df-cco 15883  df-rest 15999  df-topn 16000  df-0g 16018  df-gsum 16019  df-topgen 16020  df-pt 16021  df-prds 16024  df-xrs 16078  df-qtop 16083  df-imas 16084  df-xps 16086  df-mre 16162  df-mrc 16163  df-acs 16165  df-mgm 17158  df-sgrp 17200  df-mnd 17211  df-submnd 17252  df-mulg 17457  df-cntz 17666  df-cmn 18111  df-psmet 19652  df-xmet 19653  df-met 19654  df-bl 19655  df-mopn 19656  df-cnfld 19661  df-top 20616  df-bases 20617  df-topon 20618  df-topsp 20619  df-cn 20936  df-cnp 20937  df-tx 21270  df-hmeo 21463  df-xms 22030  df-ms 22031  df-tms 22032 This theorem is referenced by:  refsum2cnlem1  38665
 Copyright terms: Public domain W3C validator