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Theorem cnextfun 23568
Description: If the target space is Hausdorff, a continuous extension is a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
cnextfrel.1 𝐢 = βˆͺ 𝐽
cnextfrel.2 𝐡 = βˆͺ 𝐾
Assertion
Ref Expression
cnextfun (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ Fun ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ))
Proof of Theorem cnextfun
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 haustop 22835 . . 3 (𝐾 ∈ Haus β†’ 𝐾 ∈ Top)
2 cnextfrel.1 . . . 4 𝐢 = βˆͺ 𝐽
3 cnextfrel.2 . . . 4 𝐡 = βˆͺ 𝐾
42, 3cnextrel 23567 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ Rel ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ))
51, 4sylanl2 680 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ Rel ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ))
6 simpllr 775 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ 𝐾 ∈ Haus)
72toptopon 22419 . . . . . . . . . 10 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜πΆ))
87biimpi 215 . . . . . . . . 9 (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜πΆ))
98ad3antrrr 729 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜πΆ))
10 simplrr 777 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ 𝐴 βŠ† 𝐢)
119, 7sylibr 233 . . . . . . . . . 10 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ 𝐽 ∈ Top)
122clsss3 22563 . . . . . . . . . 10 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) βŠ† 𝐢)
1311, 10, 12syl2anc 585 . . . . . . . . 9 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) βŠ† 𝐢)
14 simpr 486 . . . . . . . . 9 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄))
1513, 14sseldd 3984 . . . . . . . 8 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ π‘₯ ∈ 𝐢)
16 trnei 23396 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜πΆ) ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢 ∧ π‘₯ ∈ 𝐢) β†’ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ↔ (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴) ∈ (Filβ€˜π΄)))
1716biimpa 478 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜πΆ) ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢 ∧ π‘₯ ∈ 𝐢) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴) ∈ (Filβ€˜π΄))
189, 10, 15, 14, 17syl31anc 1374 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴) ∈ (Filβ€˜π΄))
19 simplrl 776 . . . . . . 7 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ 𝐹:𝐴⟢𝐡)
203hausflf 23501 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Haus ∧ (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴) ∈ (Filβ€˜π΄) ∧ 𝐹:𝐴⟢𝐡) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))
216, 18, 19, 20syl3anc 1372 . . . . . 6 ((((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) ∧ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))
2221ex 414 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
2322alrimiv 1931 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ βˆ€π‘₯(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
24 moanimv 2616 . . . . 5 (βˆƒ*𝑦(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)) ↔ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
2524albii 1822 . . . 4 (βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)) ↔ βˆ€π‘₯(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) β†’ βˆƒ*𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
2623, 25sylibr 233 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
27 df-br 5150 . . . . . . 7 (π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦 ↔ ⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ))
2827a1i 11 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦 ↔ ⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)))
292, 3cnextfval 23566 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ) = βˆͺ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)({π‘₯} Γ— ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
301, 29sylanl2 680 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ) = βˆͺ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)({π‘₯} Γ— ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
3130eleq2d 2820 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ) ↔ ⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)({π‘₯} Γ— ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))))
32 opeliunxp 5744 . . . . . . 7 (⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)({π‘₯} Γ— ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)) ↔ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)))
3332a1i 11 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (⟨π‘₯, π‘¦βŸ© ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄)({π‘₯} Γ— ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ)) ↔ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))))
3428, 31, 333bitrd 305 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦 ↔ (π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))))
3534mobidv 2544 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (βˆƒ*𝑦 π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦 ↔ βˆƒ*𝑦(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))))
3635albidv 1924 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ (βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦 π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦 ↔ βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦(π‘₯ ∈ ((clsβ€˜π½)β€˜π΄) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((neiβ€˜π½)β€˜{π‘₯}) β†Ύt 𝐴))β€˜πΉ))))
3726, 36mpbird 257 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦 π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦)
38 dffun6 6557 . 2 (Fun ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ) ↔ (Rel ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ) ∧ βˆ€π‘₯βˆƒ*𝑦 π‘₯((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ)𝑦))
395, 37, 38sylanbrc 584 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟢𝐡 ∧ 𝐴 βŠ† 𝐢)) β†’ Fun ((𝐽CnExt𝐾)β€˜πΉ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088  βˆ€wal 1540   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆƒ*wmo 2533   βŠ† wss 3949  {csn 4629  βŸ¨cop 4635  βˆͺ cuni 4909  βˆͺ ciun 4998   class class class wbr 5149   Γ— cxp 5675  Rel wrel 5682  Fun wfun 6538  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409   β†Ύt crest 17366  Topctop 22395  TopOnctopon 22412  clsccl 22522  neicnei 22601  Hauscha 22812  Filcfil 23349   fLimf cflf 23439  CnExtccnext 23563
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-map 8822  df-pm 8823  df-rest 17368  df-fbas 20941  df-top 22396  df-topon 22413  df-cld 22523  df-ntr 22524  df-cls 22525  df-nei 22602  df-haus 22819  df-fil 23350  df-flim 23443  df-flf 23444  df-cnext 23564
This theorem is referenced by:  cnextfvval  23569  cnextf  23570  cnextfres  23573
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