MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cnt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cnt1 21566
Description: The preimage of a T1 topology under an injective map is T1. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
cnt1 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 ∈ Fre)

Proof of Theorem cnt1
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cntop1 21456 . . 3 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐽 ∈ Top)
213ad2ant3 1126 . 2 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 ∈ Top)
3 eqid 2778 . . . . . . . . . 10 𝐽 = 𝐽
4 eqid 2778 . . . . . . . . . 10 𝐾 = 𝐾
53, 4cnf 21462 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐹: 𝐽 𝐾)
653ad2ant3 1126 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐹: 𝐽 𝐾)
76ffnd 6294 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐹 Fn 𝐽)
8 fnsnfv 6520 . . . . . . 7 ((𝐹 Fn 𝐽𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} = (𝐹 “ {𝑥}))
97, 8sylan 575 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} = (𝐹 “ {𝑥}))
109imaeq2d 5722 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) = (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})))
11 simpl2 1201 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐹:𝑋1-1𝑌)
126fdmd 6302 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → dom 𝐹 = 𝐽)
13 f1dm 6357 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑋1-1𝑌 → dom 𝐹 = 𝑋)
14133ad2ant2 1125 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → dom 𝐹 = 𝑋)
1512, 14eqtr3d 2816 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 = 𝑋)
1615eleq2d 2845 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → (𝑥 𝐽𝑥𝑋))
1716biimpa 470 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝑥𝑋)
1817snssd 4573 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {𝑥} ⊆ 𝑋)
19 f1imacnv 6409 . . . . . 6 ((𝐹:𝑋1-1𝑌 ∧ {𝑥} ⊆ 𝑋) → (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})) = {𝑥})
2011, 18, 19syl2anc 579 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})) = {𝑥})
2110, 20eqtrd 2814 . . . 4 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) = {𝑥})
22 simpl3 1203 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
23 simpl1 1199 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐾 ∈ Fre)
246ffvelrnda 6625 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐾)
254t1sncld 21542 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Fre ∧ (𝐹𝑥) ∈ 𝐾) → {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾))
2623, 24, 25syl2anc 579 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾))
27 cnclima 21484 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ∧ {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾)) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) ∈ (Clsd‘𝐽))
2822, 26, 27syl2anc 579 . . . 4 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) ∈ (Clsd‘𝐽))
2921, 28eqeltrrd 2860 . . 3 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
3029ralrimiva 3148 . 2 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → ∀𝑥 𝐽{𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
313ist1 21537 . 2 (𝐽 ∈ Fre ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ ∀𝑥 𝐽{𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽)))
322, 30, 31sylanbrc 578 1 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 ∈ Fre)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 386  w3a 1071   = wceq 1601  wcel 2107  wral 3090  wss 3792  {csn 4398   cuni 4673  ccnv 5356  dom cdm 5357  cima 5360   Fn wfn 6132  wf 6133  1-1wf1 6134  cfv 6137  (class class class)co 6924  Topctop 21109  Clsdccld 21232   Cn ccn 21440  Frect1 21523
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-sep 5019  ax-nul 5027  ax-pow 5079  ax-pr 5140  ax-un 7228
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-ral 3095  df-rex 3096  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-op 4405  df-uni 4674  df-br 4889  df-opab 4951  df-mpt 4968  df-id 5263  df-xp 5363  df-rel 5364  df-cnv 5365  df-co 5366  df-dm 5367  df-rn 5368  df-res 5369  df-ima 5370  df-iota 6101  df-fun 6139  df-fn 6140  df-f 6141  df-f1 6142  df-fo 6143  df-f1o 6144  df-fv 6145  df-ov 6927  df-oprab 6928  df-mpt2 6929  df-map 8144  df-top 21110  df-topon 21127  df-cld 21235  df-cn 21443  df-t1 21530
This theorem is referenced by:  restt1  21583  sst1  21590  t1hmph  22007
  Copyright terms: Public domain W3C validator