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

Theorem cnextf 24415
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.
StepHypRef 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
75, 6cnextfun 24413 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
81, 2, 3, 4, 7syl22anc 852 . . 3 (𝜑 → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
9 dfdm3 5876 . . . 4 dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)}
10 simpl 488 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝜑)
11 cnextf.6 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
1211eleq2d 2850 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
1312biimpar 483 . . . . . . 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 4303 . . . . . . . 8 (((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
1614, 15sylib 221 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
17 haustop 23679 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
182, 17syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐾 ∈ Top)
195, 6cnextfval 24411 . . . . . . . . . . . . 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)))
201, 18, 3, 4, 19syl22anc 852 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
2120eleq2d 2850 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
22 opeliunxp 5722 . . . . . . . . . . 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 290 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
2423exbidv 1956 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
25 19.42v 1988 . . . . . . . . 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 290 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
2726biimpar 483 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
2810, 13, 16, 27syl12anc 850 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
2926simprbda 504 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
3012adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
3129, 30mpbid 235 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
3228, 31impbida 813 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
3332eqabdv 2897 . . . 4 (𝜑 → 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)})
349, 33eqtr4id 2817 . . 3 (𝜑 → dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶)
35 df-fn 6561 . . 3 (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ↔ (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶))
368, 34, 35sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶)
3720rneqd 5927 . . 3 (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
38 rniun 6151 . . . 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 3458 . . . . . . . . 9 𝑥 ∈ V
4039snnz 4737 . . . . . . . 8 {𝑥} ≠ ∅
41 rnxp 6174 . . . . . . . 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 482 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
446toptopon 23265 . . . . . . . . . . 11 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
4518, 44sylib 221 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
4645adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
475toptopon 23265 . . . . . . . . . . . 12 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
481, 47sylib 221 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
4948adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
504adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐴 ⊆ 𝐶)
51 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
52 trnei 24241 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
5352biimpa 482 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
5449, 50, 51, 13, 53syl31anc 1401 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
553adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
56 flfelbas 24343 . . . . . . . . . . 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)
5756ex 418 . . . . . . . . . 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))
5857ssrdv 3919 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
5946, 54, 55, 58syl3anc 1399 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
6043, 59syldan 603 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
6142, 60eqsstrid 3951 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6261ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
63 iunss 5006 . . . . 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 237 . . . 4 (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6538, 64eqsstrid 3951 . . 3 (𝜑 → ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
6637, 65eqsstrd 3947 . 2 (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵)
67 df-f 6562 . 2 (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵 ↔ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ∧ ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵))
6836, 66, 67sylanbrc 595 1 (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2147  {cab 2741   ≠ wne 2959  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  {csn 4588  ⟨cop 4838  ∪ cuni 4870  ∪ ciun 4954   × cxp 5653  dom cdm 5655  ran crn 5656  Fun wfun 6552   Fn wfn 6553  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ↾t crest 17620  Topctop 23241  TopOnctopon 23258  clsccl 23366  neicnei 23445  Hauscha 23656  Filcfil 24194   fLimf cflf 24284  CnExtccnext 24408
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-id 5550  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-map 8877  df-pm 8878  df-rest 17622  df-fbas 21705  df-fg 21706  df-top 23242  df-topon 23259  df-cld 23367  df-ntr 23368  df-cls 23369  df-nei 23446  df-haus 23663  df-fil 24195  df-fm 24287  df-flim 24288  df-flf 24289  df-cnext 24409
This theorem is used by:  cnextcn  24416  cnextfres1  24417
  Copyright terms: Public domain W3C validator