MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cnextf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnextf 24056
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 (𝜑𝐽 ∈ Top)
cnextf.4 (𝜑𝐾 ∈ Haus)
cnextf.5 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
cnextf.a (𝜑𝐴𝐶)
cnextf.6 (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
cnextf.7 ((𝜑𝑥𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)
Assertion
Ref Expression
cnextf (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶𝐵)
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.
StepHypRef Expression
1 cnextf.3 . . . 4 (𝜑𝐽 ∈ Top)
2 cnextf.4 . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ Haus)
3 cnextf.5 . . . 4 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
4 cnextf.a . . . 4 (𝜑𝐴𝐶)
5 cnextf.1 . . . . 5 𝐶 = 𝐽
6 cnextf.2 . . . . 5 𝐵 = 𝐾
75, 6cnextfun 24054 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
81, 2, 3, 4, 7syl22anc 844 . . 3 (𝜑 → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
9 dfdm3 5836 . . . 4 dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = {𝑥 ∣ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)}
10 simpl 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝜑)
11 cnextf.6 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
1211eleq2d 2826 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥𝐶))
1312biimpar 478 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
14 cnextf.7 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)
15 n0 4288 . . . . . . . 8 (((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
1614, 15sylib 219 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐶) → ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
17 haustop 23321 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
182, 17syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ Top)
195, 6cnextfval 24052 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴𝐵𝐴𝐶)) → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
201, 18, 3, 4, 19syl22anc 844 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
2120eleq2d 2826 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
22 opeliunxp 5692 . . . . . . . . . . 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)))
2321, 22bitrdi 288 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
2423exbidv 1928 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
25 19.42v 1960 . . . . . . . . 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)))
2624, 25bitrdi 288 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
2726biimpar 478 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))) → ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
2810, 13, 16, 27syl12anc 842 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐶) → ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
2926simprbda 499 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
3012adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥𝐶))
3129, 30mpbid 233 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥𝐶)
3228, 31impbida 806 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↔ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
3332eqabdv 2873 . . . 4 (𝜑𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)})
349, 33eqtr4id 2794 . . 3 (𝜑 → dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶)
35 df-fn 6495 . . 3 (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ↔ (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶))
368, 34, 35sylanbrc 589 . 2 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶)
3720rneqd 5887 . . 3 (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ran 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
38 rniun 6105 . . . 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 3436 . . . . . . . . 9 𝑥 ∈ V
4039snnz 4715 . . . . . . . 8 {𝑥} ≠ ∅
41 rnxp 6128 . . . . . . . 8 ({𝑥} ≠ ∅ → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
4240, 41ax-mp 5 . . . . . . 7 ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)
4312biimpa 477 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥𝐶)
446toptopon 22907 . . . . . . . . . . 11 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
4518, 44sylib 219 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
4645adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
475toptopon 22907 . . . . . . . . . . . 12 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
481, 47sylib 219 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
4948adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
504adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐴𝐶)
51 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝑥𝐶)
52 trnei 23882 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶𝑥𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
5352biimpa 477 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶𝑥𝐶) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
5449, 50, 51, 13, 53syl31anc 1381 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
553adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐹:𝐴𝐵)
56 flfelbas 23984 . . . . . . . . . . 11 (((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) → 𝑦𝐵)
5756ex 413 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) → 𝑦𝐵))
5857ssrdv 3928 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
5946, 54, 55, 58syl3anc 1379 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
6043, 59syldan 597 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
6142, 60eqsstrid 3960 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6261ralrimiva 3132 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
63 iunss 4981 . . . . 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)
6462, 63sylibr 235 . . . 4 (𝜑 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6538, 64eqsstrid 3960 . . 3 (𝜑 → ran 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6637, 65eqsstrd 3956 . 2 (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵)
67 df-f 6496 . 2 (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶𝐵 ↔ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ∧ ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵))
6836, 66, 67sylanbrc 589 1 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1092   = wceq 1547  wex 1786  wcel 2119  {cab 2718  wne 2935  wral 3054  wss 3890  c0 4268  {csn 4562  cop 4568   cuni 4845   ciun 4928   × cxp 5623  dom cdm 5625  ran crn 5626  Fun wfun 6486   Fn wfn 6487  wf 6488  cfv 6492  (class class class)co 7363  t crest 17381  Topctop 22883  TopOnctopon 22900  clsccl 23008  neicnei 23087  Hauscha 23298  Filcfil 23835   fLimf cflf 23925  CnExtccnext 24049
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-iin 4931  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-id 5520  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-map 8772  df-pm 8773  df-rest 17383  df-fbas 21351  df-fg 21352  df-top 22884  df-topon 22901  df-cld 23009  df-ntr 23010  df-cls 23011  df-nei 23088  df-haus 23305  df-fil 23836  df-fm 23928  df-flim 23929  df-flf 23930  df-cnext 24050
This theorem is referenced by:  cnextcn  24057  cnextfres1  24058
  Copyright terms: Public domain W3C validator