Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rfcnpre3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rfcnpre3 39691
 Description: If F is a continuous function with respect to the standard topology, then the preimage A of the values greater or equal than a given real B is a closed set. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
rfcnpre3.2 𝑡𝐹
rfcnpre3.3 𝐾 = (topGen‘ran (,))
rfcnpre3.4 𝑇 = 𝐽
rfcnpre3.5 𝐴 = {𝑡𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑡)}
rfcnpre3.6 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
rfcnpre3.8 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Assertion
Ref Expression
rfcnpre3 (𝜑𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽))
Distinct variable groups:   𝑡,𝐵   𝑡,𝑇
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝐴(𝑡)   𝐹(𝑡)   𝐽(𝑡)   𝐾(𝑡)

Proof of Theorem rfcnpre3
Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rfcnpre3.3 . . . . . . . 8 𝐾 = (topGen‘ran (,))
2 rfcnpre3.4 . . . . . . . 8 𝑇 = 𝐽
3 eqid 2760 . . . . . . . 8 (𝐽 Cn 𝐾) = (𝐽 Cn 𝐾)
4 rfcnpre3.8 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
51, 2, 3, 4fcnre 39683 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝑇⟶ℝ)
6 ffn 6206 . . . . . . 7 (𝐹:𝑇⟶ℝ → 𝐹 Fn 𝑇)
7 elpreima 6500 . . . . . . 7 (𝐹 Fn 𝑇 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞))))
85, 6, 73syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞))))
9 rfcnpre3.6 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
109rexrd 10281 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
1110adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑇) → 𝐵 ∈ ℝ*)
12 pnfxr 10284 . . . . . . . . 9 +∞ ∈ ℝ*
13 elico1 12411 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ*𝐵 ≤ (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) < +∞)))
1411, 12, 13sylancl 697 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑇) → ((𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ*𝐵 ≤ (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) < +∞)))
15 simpr2 1236 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ*𝐵 ≤ (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) < +∞)) → 𝐵 ≤ (𝐹𝑠))
165ffvelrnda 6522 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝑇) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ)
1716rexrd 10281 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑠𝑇) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ*)
1817adantr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ*)
19 simpr 479 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)) → 𝐵 ≤ (𝐹𝑠))
2016adantr 472 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ)
21 ltpnf 12147 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑠) ∈ ℝ → (𝐹𝑠) < +∞)
2220, 21syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)) → (𝐹𝑠) < +∞)
2318, 19, 223jca 1123 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)) → ((𝐹𝑠) ∈ ℝ*𝐵 ≤ (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) < +∞))
2415, 23impbida 913 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑇) → (((𝐹𝑠) ∈ ℝ*𝐵 ≤ (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) < +∞) ↔ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)))
2514, 24bitrd 268 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑇) → ((𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞) ↔ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)))
2625pm5.32da 676 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑠𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑠))))
278, 26bitrd 268 . . . . 5 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ↔ (𝑠𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑠))))
28 nfcv 2902 . . . . . 6 𝑡𝑠
29 nfcv 2902 . . . . . 6 𝑡𝑇
30 nfcv 2902 . . . . . . 7 𝑡𝐵
31 nfcv 2902 . . . . . . 7 𝑡
32 rfcnpre3.2 . . . . . . . 8 𝑡𝐹
3332, 28nffv 6359 . . . . . . 7 𝑡(𝐹𝑠)
3430, 31, 33nfbr 4851 . . . . . 6 𝑡 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)
35 fveq2 6352 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑠 → (𝐹𝑡) = (𝐹𝑠))
3635breq2d 4816 . . . . . 6 (𝑡 = 𝑠 → (𝐵 ≤ (𝐹𝑡) ↔ 𝐵 ≤ (𝐹𝑠)))
3728, 29, 34, 36elrabf 3500 . . . . 5 (𝑠 ∈ {𝑡𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑡)} ↔ (𝑠𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑠)))
3827, 37syl6bbr 278 . . . 4 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ↔ 𝑠 ∈ {𝑡𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑡)}))
3938eqrdv 2758 . . 3 (𝜑 → (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) = {𝑡𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑡)})
40 rfcnpre3.5 . . 3 𝐴 = {𝑡𝑇𝐵 ≤ (𝐹𝑡)}
4139, 40syl6eqr 2812 . 2 (𝜑 → (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) = 𝐴)
42 icopnfcld 22772 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℝ → (𝐵[,)+∞) ∈ (Clsd‘(topGen‘ran (,))))
439, 42syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐵[,)+∞) ∈ (Clsd‘(topGen‘ran (,))))
441fveq2i 6355 . . . 4 (Clsd‘𝐾) = (Clsd‘(topGen‘ran (,)))
4543, 44syl6eleqr 2850 . . 3 (𝜑 → (𝐵[,)+∞) ∈ (Clsd‘𝐾))
46 cnclima 21274 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ∧ (𝐵[,)+∞) ∈ (Clsd‘𝐾)) → (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ∈ (Clsd‘𝐽))
474, 45, 46syl2anc 696 . 2 (𝜑 → (𝐹 “ (𝐵[,)+∞)) ∈ (Clsd‘𝐽))
4841, 47eqeltrrd 2840 1 (𝜑𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1072   = wceq 1632   ∈ wcel 2139  Ⅎwnfc 2889  {crab 3054  ∪ cuni 4588   class class class wbr 4804  ◡ccnv 5265  ran crn 5267   “ cima 5269   Fn wfn 6044  ⟶wf 6045  ‘cfv 6049  (class class class)co 6813  ℝcr 10127  +∞cpnf 10263  ℝ*cxr 10265   < clt 10266   ≤ cle 10267  (,)cioo 12368  [,)cico 12370  topGenctg 16300  Clsdccld 21022   Cn ccn 21230 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205  ax-pre-sup 10206 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-er 7911  df-map 8025  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-sup 8513  df-inf 8514  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-nn 11213  df-n0 11485  df-z 11570  df-uz 11880  df-q 11982  df-ioo 12372  df-ico 12374  df-topgen 16306  df-top 20901  df-topon 20918  df-bases 20952  df-cld 21025  df-cn 21233 This theorem is referenced by:  stoweidlem59  40779
 Copyright terms: Public domain W3C validator