ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  imasnopn GIF version

Theorem imasnopn 15383
Description: If a relation graph is open, then an image set of a singleton is also open. Corollary of Proposition 4 of [BourbakiTop1] p. I.26. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jan-2018.)
Hypothesis
Ref Expression
imasnopn.1 𝑋 = 𝐽
Assertion
Ref Expression
imasnopn (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)

Proof of Theorem imasnopn
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1581 . . . 4 𝑦((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋))
2 nfcv 2392 . . . 4 𝑦(𝑅 “ {𝐴})
3 nfrab1 2732 . . . 4 𝑦{𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
4 txtop 15344 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
54adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
6 simprl 535 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
7 eqid 2238 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
87eltopss 15093 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
95, 6, 8syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
10 imasnopn.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑋 = 𝐽
11 eqid 2238 . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = 𝐾
1210, 11txuni 15347 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
1312adantr 276 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
149, 13sseqtrrd 3287 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾))
15 imass1 5160 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
1614, 15syl 14 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
17 xpimasn 5234 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑋 → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1817ad2antll 495 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1916, 18sseqtrd 3286 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ 𝐾)
2019sseld 3247 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) → 𝑦 𝐾))
2120pm4.71rd 398 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}))))
22 elimasng 5153 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑋𝑦 ∈ V) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2322elvd 2826 . . . . . . . 8 (𝐴𝑋 → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2423ad2antll 495 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2524anbi2d 468 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴})) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
2621, 25bitrd 188 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
27 rabid 2727 . . . . 5 (𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅} ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2826, 27bitr4di 198 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ 𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}))
291, 2, 3, 28eqrd 3266 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅})
30 eqid 2238 . . . 4 (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) = (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩)
3130mptpreima 5279 . . 3 ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
3229, 31eqtr4di 2289 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅))
3311toptopon 15102 . . . . . 6 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3433biimpi 120 . . . . 5 (𝐾 ∈ Top → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3534ad2antlr 493 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3610toptopon 15102 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3736biimpi 120 . . . . . 6 (𝐽 ∈ Top → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3837ad2antrr 492 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
39 simprr 537 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐴𝑋)
4035, 38, 39cnmptc 15366 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝐴) ∈ (𝐾 Cn 𝐽))
4135cnmptid 15365 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝑦) ∈ (𝐾 Cn 𝐾))
4235, 40, 41cnmpt1t 15369 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)))
43 cnima 15304 . . 3 (((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)) ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4442, 6, 43syl2anc 415 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4532, 44eqeltrd 2315 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1402  wcel 2209  {crab 2532  Vcvv 2821  wss 3220  {csn 3708  cop 3711   cuni 3933  cmpt 4190   × cxp 4770  ccnv 4771  cima 4775  cfv 5375  (class class class)co 6079  Topctop 15081  TopOnctopon 15094   Cn ccn 15269   ×t ctx 15336
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4244  ax-sep 4247  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-setind 4682
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-pw 3690  df-sn 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-iun 4012  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-id 4436  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-ov 6082  df-oprab 6083  df-mpo 6084  df-1st 6368  df-2nd 6369  df-map 6918  df-topgen 13597  df-top 15082  df-topon 15095  df-bases 15127  df-cn 15272  df-cnp 15273  df-tx 15337
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator