Users' Mathboxes Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  resconn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem resconn 31213
Description: A subset of is simply connected iff it is connected. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Mar-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
resconn.1 𝐽 = ((topGen‘ran (,)) ↾t 𝐴)
Assertion
Ref Expression
resconn (𝐴 ⊆ ℝ → (𝐽 ∈ SConn ↔ 𝐽 ∈ Conn))

Proof of Theorem resconn
Dummy variables 𝑡 𝑠 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sconnpconn 31194 . . 3 (𝐽 ∈ SConn → 𝐽 ∈ PConn)
2 pconnconn 31198 . . 3 (𝐽 ∈ PConn → 𝐽 ∈ Conn)
31, 2syl 17 . 2 (𝐽 ∈ SConn → 𝐽 ∈ Conn)
4 eqid 2621 . . . . . . 7 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
5 eqid 2621 . . . . . . 7 (topGen‘ran (,)) = (topGen‘ran (,))
64, 5rerest 22601 . . . . . 6 (𝐴 ⊆ ℝ → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴) = ((topGen‘ran (,)) ↾t 𝐴))
7 resconn.1 . . . . . 6 𝐽 = ((topGen‘ran (,)) ↾t 𝐴)
86, 7syl6eqr 2673 . . . . 5 (𝐴 ⊆ ℝ → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴) = 𝐽)
98adantr 481 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴) = 𝐽)
10 simpl 473 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐴 ⊆ ℝ)
11 ax-resscn 9990 . . . . . 6 ℝ ⊆ ℂ
1210, 11syl6ss 3613 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐴 ⊆ ℂ)
13 df-3an 1039 . . . . . 6 ((𝑥𝐴𝑦𝐴𝑡 ∈ (0[,]1)) ↔ ((𝑥𝐴𝑦𝐴) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)))
14 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑥 → (𝑡 · 𝑧) = (𝑡 · 𝑥))
15 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑦 → ((1 − 𝑡) · 𝑤) = ((1 − 𝑡) · 𝑦))
1614, 15oveqan12d 6666 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 = 𝑥𝑤 = 𝑦) → ((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)))
1716eleq1d 2685 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 = 𝑥𝑤 = 𝑦) → (((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴))
1817ralbidv 2985 . . . . . . . . 9 ((𝑧 = 𝑥𝑤 = 𝑦) → (∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) ∈ 𝐴 ↔ ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴))
19 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑦 → (𝑡 · 𝑧) = (𝑡 · 𝑦))
20 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑥 → ((1 − 𝑡) · 𝑤) = ((1 − 𝑡) · 𝑥))
2119, 20oveqan12d 6666 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 = 𝑦𝑤 = 𝑥) → ((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) = ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)))
2221eleq1d 2685 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 = 𝑦𝑤 = 𝑥) → (((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ∈ 𝐴))
2322ralbidv 2985 . . . . . . . . 9 ((𝑧 = 𝑦𝑤 = 𝑥) → (∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑧) + ((1 − 𝑡) · 𝑤)) ∈ 𝐴 ↔ ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ∈ 𝐴))
24 unitssre 12316 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (0[,]1) ⊆ ℝ
2524, 11sstri 3610 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (0[,]1) ⊆ ℂ
26 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → 𝑠 ∈ (0[,]1))
2725, 26sseldi 3599 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → 𝑠 ∈ ℂ)
2812adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → 𝐴 ⊆ ℂ)
29 simpr2 1067 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → 𝑦𝐴)
3028, 29sseldd 3602 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
3130adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → 𝑦 ∈ ℂ)
3227, 31mulcld 10057 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (𝑠 · 𝑦) ∈ ℂ)
33 ax-1cn 9991 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 ∈ ℂ
34 subcl 10277 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑠 ∈ ℂ) → (1 − 𝑠) ∈ ℂ)
3533, 27, 34sylancr 695 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑠) ∈ ℂ)
36 simpr1 1066 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → 𝑥𝐴)
3728, 36sseldd 3602 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → 𝑥 ∈ ℂ)
3837adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → 𝑥 ∈ ℂ)
3935, 38mulcld 10057 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ((1 − 𝑠) · 𝑥) ∈ ℂ)
4032, 39addcomd 10235 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) = (((1 − 𝑠) · 𝑥) + (𝑠 · 𝑦)))
41 nncan 10307 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑠 ∈ ℂ) → (1 − (1 − 𝑠)) = 𝑠)
4233, 27, 41sylancr 695 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (1 − (1 − 𝑠)) = 𝑠)
4342oveq1d 6662 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦) = (𝑠 · 𝑦))
4443oveq2d 6663 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)) = (((1 − 𝑠) · 𝑥) + (𝑠 · 𝑦)))
4540, 44eqtr4d 2658 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) = (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)))
46 iirev 22722 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 ∈ (0[,]1) → (1 − 𝑠) ∈ (0[,]1))
4746adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑠) ∈ (0[,]1))
487eleq1i 2691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝐽 ∈ Conn ↔ ((topGen‘ran (,)) ↾t 𝐴) ∈ Conn)
49 reconn 22625 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝐴 ⊆ ℝ → (((topGen‘ran (,)) ↾t 𝐴) ∈ Conn ↔ ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴))
5048, 49syl5bb 272 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝐴 ⊆ ℝ → (𝐽 ∈ Conn ↔ ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴))
5150biimpa 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
5251r19.21bi 2931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ 𝑥𝐴) → ∀𝑦𝐴 (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
5352r19.21bi 2931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
5453anasss 679 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴)) → (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
55543adantr3 1221 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
5655adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑥[,]𝑦) ⊆ 𝐴)
57 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑡 ∈ (0[,]1))
5824, 57sseldi 3599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑡 ∈ ℝ)
59 simplll 798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
6036adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑥𝐴)
6159, 60sseldd 3602 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑥 ∈ ℝ)
6258, 61remulcld 10067 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑡 · 𝑥) ∈ ℝ)
63 1re 10036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 ∈ ℝ
64 resubcl 10342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
6563, 58, 64sylancr 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
6629adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑦𝐴)
6759, 66sseldd 3602 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑦 ∈ ℝ)
6865, 67remulcld 10067 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((1 − 𝑡) · 𝑦) ∈ ℝ)
6962, 68readdcld 10066 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ)
7058recnd 10065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑡 ∈ ℂ)
71 pncan3 10286 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑡 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑡 + (1 − 𝑡)) = 1)
7270, 33, 71sylancl 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑡 + (1 − 𝑡)) = 1)
7372oveq1d 6662 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 + (1 − 𝑡)) · 𝑥) = (1 · 𝑥))
7465recnd 10065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℂ)
7537adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑥 ∈ ℂ)
7670, 74, 75adddird 10062 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 + (1 − 𝑡)) · 𝑥) = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)))
7775mulid2d 10055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (1 · 𝑥) = 𝑥)
7873, 76, 773eqtr3d 2663 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) = 𝑥)
7965, 61remulcld 10067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((1 − 𝑡) · 𝑥) ∈ ℝ)
80 0re 10037 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 0 ∈ ℝ
8180, 63elicc2i 12236 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑡 ∈ (0[,]1) ↔ (𝑡 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑡𝑡 ≤ 1))
8257, 81sylib 208 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑡 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑡𝑡 ≤ 1))
8382simp3d 1074 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑡 ≤ 1)
84 subge0 10538 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (0 ≤ (1 − 𝑡) ↔ 𝑡 ≤ 1))
8563, 58, 84sylancr 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (0 ≤ (1 − 𝑡) ↔ 𝑡 ≤ 1))
8683, 85mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 0 ≤ (1 − 𝑡))
87 simplr3 1104 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑥𝑦)
8861, 67, 65, 86, 87lemul2ad 10961 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((1 − 𝑡) · 𝑥) ≤ ((1 − 𝑡) · 𝑦))
8979, 68, 62, 88leadd2dd 10639 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ≤ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)))
9078, 89eqbrtrrd 4675 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑥 ≤ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)))
9158, 67remulcld 10067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑡 · 𝑦) ∈ ℝ)
9282simp2d 1073 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 0 ≤ 𝑡)
9361, 67, 58, 92, 87lemul2ad 10961 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (𝑡 · 𝑥) ≤ (𝑡 · 𝑦))
9462, 91, 68, 93leadd1dd 10638 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ≤ ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)))
9572oveq1d 6662 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 + (1 − 𝑡)) · 𝑦) = (1 · 𝑦))
9630adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → 𝑦 ∈ ℂ)
9770, 74, 96adddird 10062 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 + (1 − 𝑡)) · 𝑦) = ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)))
9896mulid2d 10055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (1 · 𝑦) = 𝑦)
9995, 97, 983eqtr3d 2663 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) = 𝑦)
10094, 99breqtrd 4677 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ≤ 𝑦)
101 elicc2 12235 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ (𝑥[,]𝑦) ↔ (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ≤ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∧ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ≤ 𝑦)))
10261, 67, 101syl2anc 693 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ (𝑥[,]𝑦) ↔ (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ≤ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∧ ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ≤ 𝑦)))
10369, 90, 100, 102mpbir3and 1244 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ (𝑥[,]𝑦))
10456, 103sseldd 3602 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
105104ralrimiva 2965 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
106105adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
107 oveq1 6654 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑡 = (1 − 𝑠) → (𝑡 · 𝑥) = ((1 − 𝑠) · 𝑥))
108 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑡 = (1 − 𝑠) → (1 − 𝑡) = (1 − (1 − 𝑠)))
109108oveq1d 6662 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑡 = (1 − 𝑠) → ((1 − 𝑡) · 𝑦) = ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦))
110107, 109oveq12d 6665 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑡 = (1 − 𝑠) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) = (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)))
111110eleq1d 2685 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡 = (1 − 𝑠) → (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴 ↔ (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)) ∈ 𝐴))
112111rspcv 3303 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 − 𝑠) ∈ (0[,]1) → (∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴 → (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)) ∈ 𝐴))
11347, 106, 112sylc 65 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → (((1 − 𝑠) · 𝑥) + ((1 − (1 − 𝑠)) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
11445, 113eqeltrd 2700 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1)) → ((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) ∈ 𝐴)
115114ralrimiva 2965 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → ∀𝑠 ∈ (0[,]1)((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) ∈ 𝐴)
116 oveq1 6654 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 = 𝑡 → (𝑠 · 𝑦) = (𝑡 · 𝑦))
117 oveq2 6655 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 = 𝑡 → (1 − 𝑠) = (1 − 𝑡))
118117oveq1d 6662 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 = 𝑡 → ((1 − 𝑠) · 𝑥) = ((1 − 𝑡) · 𝑥))
119116, 118oveq12d 6665 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 = 𝑡 → ((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) = ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)))
120119eleq1d 2685 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = 𝑡 → (((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ∈ 𝐴))
121120cbvralv 3169 . . . . . . . . . 10 (∀𝑠 ∈ (0[,]1)((𝑠 · 𝑦) + ((1 − 𝑠) · 𝑥)) ∈ 𝐴 ↔ ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ∈ 𝐴)
122115, 121sylib 208 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑥𝑦)) → ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑦) + ((1 − 𝑡) · 𝑥)) ∈ 𝐴)
12318, 23, 10, 122, 105wloglei 10557 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴)) → ∀𝑡 ∈ (0[,]1)((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
124123r19.21bi 2931 . . . . . . 7 ((((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴)) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
125124anasss 679 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ ((𝑥𝐴𝑦𝐴) ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1))) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
12613, 125sylan2b 492 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) ∧ (𝑥𝐴𝑦𝐴𝑡 ∈ (0[,]1))) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ 𝐴)
127 eqid 2621 . . . . 5 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴)
12812, 126, 4, 127cvxsconn 31210 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t 𝐴) ∈ SConn)
1299, 128eqeltrrd 2701 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐽 ∈ Conn) → 𝐽 ∈ SConn)
130129ex 450 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ → (𝐽 ∈ Conn → 𝐽 ∈ SConn))
1313, 130impbid2 216 1 (𝐴 ⊆ ℝ → (𝐽 ∈ SConn ↔ 𝐽 ∈ Conn))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1037   = wceq 1482  wcel 1989  wral 2911  wss 3572   class class class wbr 4651  ran crn 5113  cfv 5886  (class class class)co 6647  cc 9931  cr 9932  0cc0 9933  1c1 9934   + caddc 9936   · cmul 9938  cle 10072  cmin 10263  (,)cioo 12172  [,]cicc 12175  t crest 16075  TopOpenctopn 16076  topGenctg 16092  fldccnfld 19740  Conncconn 21208  PConncpconn 31186  SConncsconn 31187
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1721  ax-4 1736  ax-5 1838  ax-6 1887  ax-7 1934  ax-8 1991  ax-9 1998  ax-10 2018  ax-11 2033  ax-12 2046  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4769  ax-sep 4779  ax-nul 4787  ax-pow 4841  ax-pr 4904  ax-un 6946  ax-inf2 8535  ax-cnex 9989  ax-resscn 9990  ax-1cn 9991  ax-icn 9992  ax-addcl 9993  ax-addrcl 9994  ax-mulcl 9995  ax-mulrcl 9996  ax-mulcom 9997  ax-addass 9998  ax-mulass 9999  ax-distr 10000  ax-i2m1 10001  ax-1ne0 10002  ax-1rid 10003  ax-rnegex 10004  ax-rrecex 10005  ax-cnre 10006  ax-pre-lttri 10007  ax-pre-lttrn 10008  ax-pre-ltadd 10009  ax-pre-mulgt0 10010  ax-pre-sup 10011  ax-addf 10012  ax-mulf 10013
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1485  df-ex 1704  df-nf 1709  df-sb 1880  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2752  df-ne 2794  df-nel 2897  df-ral 2916  df-rex 2917  df-reu 2918  df-rmo 2919  df-rab 2920  df-v 3200  df-sbc 3434  df-csb 3532  df-dif 3575  df-un 3577  df-in 3579  df-ss 3586  df-pss 3588  df-nul 3914  df-if 4085  df-pw 4158  df-sn 4176  df-pr 4178  df-tp 4180  df-op 4182  df-uni 4435  df-int 4474  df-iun 4520  df-iin 4521  df-br 4652  df-opab 4711  df-mpt 4728  df-tr 4751  df-id 5022  df-eprel 5027  df-po 5033  df-so 5034  df-fr 5071  df-se 5072  df-we 5073  df-xp 5118  df-rel 5119  df-cnv 5120  df-co 5121  df-dm 5122  df-rn 5123  df-res 5124  df-ima 5125  df-pred 5678  df-ord 5724  df-on 5725  df-lim 5726  df-suc 5727  df-iota 5849  df-fun 5888  df-fn 5889  df-f 5890  df-f1 5891  df-fo 5892  df-f1o 5893  df-fv 5894  df-isom 5895  df-riota 6608  df-ov 6650  df-oprab 6651  df-mpt2 6652  df-of 6894  df-om 7063  df-1st 7165  df-2nd 7166  df-supp 7293  df-wrecs 7404  df-recs 7465  df-rdg 7503  df-1o 7557  df-2o 7558  df-oadd 7561  df-er 7739  df-map 7856  df-ixp 7906  df-en 7953  df-dom 7954  df-sdom 7955  df-fin 7956  df-fsupp 8273  df-fi 8314  df-sup 8345  df-inf 8346  df-oi 8412  df-card 8762  df-cda 8987  df-pnf 10073  df-mnf 10074  df-xr 10075  df-ltxr 10076  df-le 10077  df-sub 10265  df-neg 10266  df-div 10682  df-nn 11018  df-2 11076  df-3 11077  df-4 11078  df-5 11079  df-6 11080  df-7 11081  df-8 11082  df-9 11083  df-n0 11290  df-z 11375  df-dec 11491  df-uz 11685  df-q 11786  df-rp 11830  df-xneg 11943  df-xadd 11944  df-xmul 11945  df-ioo 12176  df-ico 12178  df-icc 12179  df-fz 12324  df-fzo 12462  df-seq 12797  df-exp 12856  df-hash 13113  df-cj 13833  df-re 13834  df-im 13835  df-sqrt 13969  df-abs 13970  df-struct 15853  df-ndx 15854  df-slot 15855  df-base 15857  df-sets 15858  df-ress 15859  df-plusg 15948  df-mulr 15949  df-starv 15950  df-sca 15951  df-vsca 15952  df-ip 15953  df-tset 15954  df-ple 15955  df-ds 15958  df-unif 15959  df-hom 15960  df-cco 15961  df-rest 16077  df-topn 16078  df-0g 16096  df-gsum 16097  df-topgen 16098  df-pt 16099  df-prds 16102  df-xrs 16156  df-qtop 16161  df-imas 16162  df-xps 16164  df-mre 16240  df-mrc 16241  df-acs 16243  df-mgm 17236  df-sgrp 17278  df-mnd 17289  df-submnd 17330  df-mulg 17535  df-cntz 17744  df-cmn 18189  df-psmet 19732  df-xmet 19733  df-met 19734  df-bl 19735  df-mopn 19736  df-cnfld 19741  df-top 20693  df-topon 20710  df-topsp 20731  df-bases 20744  df-cld 20817  df-cn 21025  df-cnp 21026  df-conn 21209  df-tx 21359  df-hmeo 21552  df-xms 22119  df-ms 22120  df-tms 22121  df-ii 22674  df-htpy 22763  df-phtpy 22764  df-phtpc 22785  df-pconn 31188  df-sconn 31189
This theorem is referenced by:  ioosconn  31214  iccsconn  31215  iccllysconn  31217
  Copyright terms: Public domain W3C validator