Users' Mathboxes Mathbox for Zhi Wang < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cnneiima Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnneiima 49941
Description: Given a continuous function, the preimage of a neighborhood is a neighborhood. To be precise, the preimage of a neighborhood of a subset 𝑇 of the codomain of a continuous function is a neighborhood of any subset of the preimage of 𝑇. (Contributed by Zhi Wang, 9-Sep-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
cnneiima.1 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
cnneiima.2 (𝜑𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇))
cnneiima.3 (𝜑𝑆 ⊆ (𝐹𝑇))
Assertion
Ref Expression
cnneiima (𝜑 → (𝐹𝑁) ∈ ((nei‘𝐽)‘𝑆))

Proof of Theorem cnneiima
StepHypRef Expression
1 cnneiima.3 . . . 4 (𝜑𝑆 ⊆ (𝐹𝑇))
2 cnneiima.1 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
3 eqid 2760 . . . . . . . 8 𝐽 = 𝐽
4 eqid 2760 . . . . . . . 8 𝐾 = 𝐾
53, 4cnf 23511 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐹: 𝐽 𝐾)
62, 5syl 18 . . . . . 6 (𝜑𝐹: 𝐽 𝐾)
76ffund 6703 . . . . 5 (𝜑 → Fun 𝐹)
8 cnneiima.2 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇))
9 cntop2 23506 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐾 ∈ Top)
102, 9syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ Top)
114neiss2 23366 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇)) → 𝑇 𝐾)
1210, 8, 11syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑𝑇 𝐾)
134neii1 23371 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇)) → 𝑁 𝐾)
1410, 8, 13syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 𝐾)
154neiint 23369 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝑇 𝐾𝑁 𝐾) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇) ↔ 𝑇 ⊆ ((int‘𝐾)‘𝑁)))
1610, 12, 14, 15syl3anc 1398 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐾)‘𝑇) ↔ 𝑇 ⊆ ((int‘𝐾)‘𝑁)))
178, 16mpbid 235 . . . . 5 (𝜑𝑇 ⊆ ((int‘𝐾)‘𝑁))
18 sspreima 7056 . . . . 5 ((Fun 𝐹𝑇 ⊆ ((int‘𝐾)‘𝑁)) → (𝐹𝑇) ⊆ (𝐹 “ ((int‘𝐾)‘𝑁)))
197, 17, 18syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑇) ⊆ (𝐹 “ ((int‘𝐾)‘𝑁)))
201, 19sstrd 3941 . . 3 (𝜑𝑆 ⊆ (𝐹 “ ((int‘𝐾)‘𝑁)))
214cnntri 23536 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ∧ 𝑁 𝐾) → (𝐹 “ ((int‘𝐾)‘𝑁)) ⊆ ((int‘𝐽)‘(𝐹𝑁)))
222, 14, 21syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → (𝐹 “ ((int‘𝐾)‘𝑁)) ⊆ ((int‘𝐽)‘(𝐹𝑁)))
2320, 22sstrd 3941 . 2 (𝜑𝑆 ⊆ ((int‘𝐽)‘(𝐹𝑁)))
24 cntop1 23505 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐽 ∈ Top)
252, 24syl 18 . . 3 (𝜑𝐽 ∈ Top)
26 sspreima 7056 . . . . . 6 ((Fun 𝐹𝑇 𝐾) → (𝐹𝑇) ⊆ (𝐹 𝐾))
277, 12, 26syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑇) ⊆ (𝐹 𝐾))
28 fimacnv 6721 . . . . . 6 (𝐹: 𝐽 𝐾 → (𝐹 𝐾) = 𝐽)
296, 28syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹 𝐾) = 𝐽)
3027, 29sseqtrd 3967 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑇) ⊆ 𝐽)
311, 30sstrd 3941 . . 3 (𝜑𝑆 𝐽)
32 sspreima 7056 . . . . 5 ((Fun 𝐹𝑁 𝐾) → (𝐹𝑁) ⊆ (𝐹 𝐾))
337, 14, 32syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑁) ⊆ (𝐹 𝐾))
3433, 29sseqtrd 3967 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝑁) ⊆ 𝐽)
353neiint 23369 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑆 𝐽 ∧ (𝐹𝑁) ⊆ 𝐽) → ((𝐹𝑁) ∈ ((nei‘𝐽)‘𝑆) ↔ 𝑆 ⊆ ((int‘𝐽)‘(𝐹𝑁))))
3625, 31, 34, 35syl3anc 1398 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝑁) ∈ ((nei‘𝐽)‘𝑆) ↔ 𝑆 ⊆ ((int‘𝐽)‘(𝐹𝑁))))
3723, 36mpbird 260 1 (𝜑 → (𝐹𝑁) ∈ ((nei‘𝐽)‘𝑆))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209   = wceq 1570  wcel 2145  wss 3899   cuni 4867  ccnv 5647  cima 5651  Fun wfun 6522  wf 6524  cfv 6528  (class class class)co 7409  Topctop 23158  intcnt 23282  neicnei 23362   Cn ccn 23489
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7735
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 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5543  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-iota 6484  df-fun 6530  df-fn 6531  df-f 6532  df-f1 6533  df-fo 6534  df-f1o 6535  df-fv 6536  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-map 8828  df-top 23159  df-topon 23176  df-ntr 23285  df-nei 23363  df-cn 23492
This theorem is used by:  sepfsepc  49952
  Copyright terms: Public domain W3C validator