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Theorem hmeoimaf1o 13784
Description: The function mapping open sets to their images under a homeomorphism is a bijection of topologies. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
hmeoimaf1o.1  |-  G  =  ( x  e.  J  |->  ( F " x
) )
Assertion
Ref Expression
hmeoimaf1o  |-  ( F  e.  ( J Homeo K )  ->  G : J
-1-1-onto-> K )
Distinct variable groups:    x, F    x, J    x, K
Allowed substitution hint:    G( x)

Proof of Theorem hmeoimaf1o
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hmeoimaf1o.1 . 2  |-  G  =  ( x  e.  J  |->  ( F " x
) )
2 hmeoima 13780 . 2  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  x  e.  J )  ->  ( F " x )  e.  K )
3 hmeocn 13775 . . 3  |-  ( F  e.  ( J Homeo K )  ->  F  e.  ( J  Cn  K
) )
4 cnima 13690 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( J  Cn  K )  /\  y  e.  K )  ->  ( `' F "
y )  e.  J
)
53, 4sylan 283 . 2  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  y  e.  K )  ->  ( `' F " y )  e.  J )
6 eqid 2177 . . . . . . 7  |-  U. J  =  U. J
7 eqid 2177 . . . . . . 7  |-  U. K  =  U. K
86, 7hmeof1o 13779 . . . . . 6  |-  ( F  e.  ( J Homeo K )  ->  F : U. J -1-1-onto-> U. K )
98adantr 276 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  F : U. J -1-1-onto-> U. K )
10 f1of1 5460 . . . . 5  |-  ( F : U. J -1-1-onto-> U. K  ->  F : U. J -1-1-> U. K )
119, 10syl 14 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  F : U. J -1-1-> U. K )
12 elssuni 3837 . . . . 5  |-  ( x  e.  J  ->  x  C_ 
U. J )
1312ad2antrl 490 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  x  C_  U. J
)
14 cnvimass 4991 . . . . 5  |-  ( `' F " y ) 
C_  dom  F
15 f1dm 5426 . . . . . 6  |-  ( F : U. J -1-1-> U. K  ->  dom  F  =  U. J )
1611, 15syl 14 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  dom  F  = 
U. J )
1714, 16sseqtrid 3205 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( `' F " y )  C_  U. J )
18 f1imaeq 5775 . . . 4  |-  ( ( F : U. J -1-1-> U. K  /\  ( x 
C_  U. J  /\  ( `' F " y ) 
C_  U. J ) )  ->  ( ( F
" x )  =  ( F " ( `' F " y ) )  <->  x  =  ( `' F " y ) ) )
1911, 13, 17, 18syl12anc 1236 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( ( F " x )  =  ( F " ( `' F " y ) )  <->  x  =  ( `' F " y ) ) )
20 f1ofo 5468 . . . . . . 7  |-  ( F : U. J -1-1-onto-> U. K  ->  F : U. J -onto-> U. K )
219, 20syl 14 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  F : U. J -onto-> U. K )
22 elssuni 3837 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  K  ->  y  C_ 
U. K )
2322ad2antll 491 . . . . . 6  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  y  C_  U. K )
24 foimacnv 5479 . . . . . 6  |-  ( ( F : U. J -onto-> U. K  /\  y  C_ 
U. K )  -> 
( F " ( `' F " y ) )  =  y )
2521, 23, 24syl2anc 411 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( F " ( `' F "
y ) )  =  y )
2625eqeq2d 2189 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( ( F " x )  =  ( F " ( `' F " y ) )  <->  ( F "
x )  =  y ) )
27 eqcom 2179 . . . 4  |-  ( ( F " x )  =  y  <->  y  =  ( F " x ) )
2826, 27bitrdi 196 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( ( F " x )  =  ( F " ( `' F " y ) )  <->  y  =  ( F " x ) ) )
2919, 28bitr3d 190 . 2  |-  ( ( F  e.  ( J
Homeo K )  /\  (
x  e.  J  /\  y  e.  K )
)  ->  ( x  =  ( `' F " y )  <->  y  =  ( F " x ) ) )
301, 2, 5, 29f1o2d 6075 1  |-  ( F  e.  ( J Homeo K )  ->  G : J
-1-1-onto-> K )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    = wceq 1353    e. wcel 2148    C_ wss 3129   U.cuni 3809    |-> cmpt 4064   `'ccnv 4625   dom cdm 4626   "cima 4629   -1-1->wf1 5213   -onto->wfo 5214   -1-1-onto->wf1o 5215  (class class class)co 5874    Cn ccn 13655   Homeochmeo 13770
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4121  ax-pow 4174  ax-pr 4209  ax-un 4433  ax-setind 4536
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-ral 2460  df-rex 2461  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-iun 3888  df-br 4004  df-opab 4065  df-mpt 4066  df-id 4293  df-xp 4632  df-rel 4633  df-cnv 4634  df-co 4635  df-dm 4636  df-rn 4637  df-res 4638  df-ima 4639  df-iota 5178  df-fun 5218  df-fn 5219  df-f 5220  df-f1 5221  df-fo 5222  df-f1o 5223  df-fv 5224  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpo 5879  df-1st 6140  df-2nd 6141  df-map 6649  df-top 13468  df-topon 13481  df-cn 13658  df-hmeo 13771
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