Theorem cnextf 23953

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 23951	. . . 4 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
8	1, 2, 3, 4, 7	syl22anc 838	. . 3 ⊢ (𝜑 → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
9		dfdm3 5851	. . . 4 ⊢ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)}
10		simpl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝜑)
11		cnextf.6	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
12	11	eleq2d 2814	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
13	12	biimpar 477	. . . . . . 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 4316	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
16	14, 15	sylib 218	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
17		haustop 23218	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
18	2, 17	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Top)
19	5, 6	cnextfval 23949	. . . . . . . . . . . . 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 838	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
21	20	eleq2d 2814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
22		opeliunxp 5705	. . . . . . . . . . 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 287	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
24	23	exbidv 1921	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
25		19.42v 1953	. . . . . . . . 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 287	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
27	26	biimpar 477	. . . . . . 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 836	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
29	26	simprbda 498	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
30	12	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
31	29, 30	mpbid 232	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
32	28, 31	impbida 800	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
33	32	eqabdv 2861	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)})
34	9, 33	eqtr4id 2783	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶)
35		df-fn 6514	. . 3 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ↔ (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶))
36	8, 34, 35	sylanbrc 583	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶)
37	20	rneqd 5902	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
38		rniun 6120	. . . 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 3451	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑥 ∈ V
40	39	snnz 4740	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
41		rnxp 6143	. . . . . . . 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 476	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
44	6	toptopon 22804	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
45	18, 44	sylib 218	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
46	45	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
47	5	toptopon 22804	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
48	1, 47	sylib 218	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
49	48	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
50	4	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐴 ⊆ 𝐶)
51		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
52		trnei 23779	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
53	52	biimpa 476	. . . . . . . . . 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 1375	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
55	3	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
56		flfelbas 23881	. . . . . . . . . . 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 412	. . . . . . . . . 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 3952	. . . . . . . . 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 1373	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
60	43, 59	syldan 591	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
61	42, 60	eqsstrid 3985	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
62	61	ralrimiva 3125	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
63		iunss 5009	. . . . 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 234	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
65	38, 64	eqsstrid 3985	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
66	37, 65	eqsstrd 3981	. 2 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵)
67		df-f 6515	. 2 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵 ↔ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ∧ ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵))
68	36, 66, 67	sylanbrc 583	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2109  {cab 2707   ≠ wne 2925  ∀wral 3044   ⊆ wss 3914  ∅c0 4296  {csn 4589  ⟨cop 4595  ∪ cuni 4871  ∪ ciun 4955   × cxp 5636  dom cdm 5638  ran crn 5639  Fun wfun 6505   Fn wfn 6506  ⟶wf 6507  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387   ↾_t crest 17383  Topctop 22780  TopOnctopon 22797  clsccl 22905  neicnei 22984  Hauscha 23195  Filcfil 23732   fLimf cflf 23822  CnExtccnext 23946

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-id 5533  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-map 8801  df-pm 8802  df-rest 17385  df-fbas 21261  df-fg 21262  df-top 22781  df-topon 22798  df-cld 22906  df-ntr 22907  df-cls 22908  df-nei 22985  df-haus 23202  df-fil 23733  df-fm 23825  df-flim 23826  df-flf 23827  df-cnext 23947

This theorem is referenced by:  cnextcn  23954  cnextfres1  23955