Theorem cnextf 24191

Description: Extension by continuity. The extension by continuity is a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Dec-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
cnextf.1	⊢ 𝐶 = ∪ 𝐽
cnextf.2	⊢ 𝐵 = ∪ 𝐾
cnextf.3	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
cnextf.4	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Haus)
cnextf.5	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
cnextf.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
cnextf.6	⊢ (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
cnextf.7	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)

Assertion

Ref	Expression
cnextf	⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝐹   𝑥,𝐽   𝑥,𝐾   𝜑,𝑥

Proof of Theorem cnextf

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnextf.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
2		cnextf.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Haus)
3		cnextf.5	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
4		cnextf.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
5		cnextf.1	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = ∪ 𝐽
6		cnextf.2	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = ∪ 𝐾
7	5, 6	cnextfun 24189	. . . 4 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
8	1, 2, 3, 4, 7	syl22anc 851	. . 3 ⊢ (𝜑 → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
9		dfdm3 5878	. . . 4 ⊢ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)}
10		simpl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝜑)
11		cnextf.6	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
12	11	eleq2d 2855	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
13	12	biimpar 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
14		cnextf.7	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)
15		n0 4315	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
16	14, 15	sylib 221	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
17		haustop 23456	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
18	2, 17	syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Top)
19	5, 6	cnextfval 24187	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
20	1, 18, 3, 4, 19	syl22anc 851	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
21	20	eleq2d 2855	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
22		opeliunxp 5729	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
23	21, 22	bitrdi 290	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
24	23	exbidv 1948	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
25		19.42v 1980	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
26	24, 25	bitrdi 290	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
27	26	biimpar 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
28	10, 13, 16, 27	syl12anc 849	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
29	26	simprbda 503	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
30	12	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
31	29, 30	mpbid 235	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
32	28, 31	impbida 812	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
33	32	eqabdv 2902	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)})
34	9, 33	eqtr4id 2823	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶)
35		df-fn 6540	. . 3 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ↔ (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶))
36	8, 34, 35	sylanbrc 594	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶)
37	20	rneqd 5929	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
38		rniun 6146	. . . 4 ⊢ ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
39		vex 3467	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑥 ∈ V
40	39	snnz 4747	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
41		rnxp 6169	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝑥} ≠ ∅ → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
42	40, 41	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)
43	12	biimpa 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
44	6	toptopon 23042	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
45	18, 44	sylib 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
46	45	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
47	5	toptopon 23042	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
48	1, 47	sylib 221	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
49	48	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
50	4	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐴 ⊆ 𝐶)
51		simpr 489	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
52		trnei 24017	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
53	52	biimpa 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
54	49, 50, 51, 13, 53	syl31anc 1398	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
55	3	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
56		flfelbas 24119	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
57	56	ex 417	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) → (𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) → 𝑦 ∈ 𝐵))
58	57	ssrdv 3951	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
59	46, 54, 55, 58	syl3anc 1396	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
60	43, 59	syldan 602	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
61	42, 60	eqsstrid 3983	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
62	61	ralrimiva 3163	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
63		iunss 5013	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
64	62, 63	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
65	38, 64	eqsstrid 3983	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
66	37, 65	eqsstrd 3979	. 2 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵)
67		df-f 6541	. 2 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵 ↔ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ∧ ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵))
68	36, 66, 67	sylanbrc 594	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567  ∃wex 1806   ∈ wcel 2149  {cab 2747   ≠ wne 2964  ∀wral 3085   ⊆ wss 3913  ∅c0 4294  {csn 4594  ⟨cop 4600  ∪ cuni 4876  ∪ ciun 4960   × cxp 5660  dom cdm 5662  ran crn 5663  Fun wfun 6531   Fn wfn 6532  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411   ↾_t crest 17472  Topctop 23018  TopOnctopon 23035  clsccl 23143  neicnei 23222  Hauscha 23433  Filcfil 23970   fLimf cflf 24060  CnExtccnext 24184

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-id 5557  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-map 8825  df-pm 8826  df-rest 17474  df-fbas 21487  df-fg 21488  df-top 23019  df-topon 23036  df-cld 23144  df-ntr 23145  df-cls 23146  df-nei 23223  df-haus 23440  df-fil 23971  df-fm 24063  df-flim 24064  df-flf 24065  df-cnext 24185

This theorem is referenced by:  cnextcn  24192  cnextfres1  24193