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

Theorem cnt1 21961
 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 21851 . . 3 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐽 ∈ Top)
213ad2ant3 1132 . 2 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 ∈ Top)
3 eqid 2824 . . . . . . . . . 10 𝐽 = 𝐽
4 eqid 2824 . . . . . . . . . 10 𝐾 = 𝐾
53, 4cnf 21857 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) → 𝐹: 𝐽 𝐾)
653ad2ant3 1132 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐹: 𝐽 𝐾)
76ffnd 6504 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐹 Fn 𝐽)
8 fnsnfv 6734 . . . . . . 7 ((𝐹 Fn 𝐽𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} = (𝐹 “ {𝑥}))
97, 8sylan 583 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} = (𝐹 “ {𝑥}))
109imaeq2d 5916 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) = (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})))
11 simpl2 1189 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐹:𝑋1-1𝑌)
126fdmd 6513 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → dom 𝐹 = 𝐽)
13 f1dm 6569 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑋1-1𝑌 → dom 𝐹 = 𝑋)
14133ad2ant2 1131 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → dom 𝐹 = 𝑋)
1512, 14eqtr3d 2861 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 = 𝑋)
1615eleq2d 2901 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → (𝑥 𝐽𝑥𝑋))
1716biimpa 480 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝑥𝑋)
1817snssd 4726 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {𝑥} ⊆ 𝑋)
19 f1imacnv 6622 . . . . . 6 ((𝐹:𝑋1-1𝑌 ∧ {𝑥} ⊆ 𝑋) → (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})) = {𝑥})
2011, 18, 19syl2anc 587 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ (𝐹 “ {𝑥})) = {𝑥})
2110, 20eqtrd 2859 . . . 4 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) = {𝑥})
22 simpl3 1190 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
23 simpl1 1188 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → 𝐾 ∈ Fre)
246ffvelrnda 6842 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐾)
254t1sncld 21937 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Fre ∧ (𝐹𝑥) ∈ 𝐾) → {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾))
2623, 24, 25syl2anc 587 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾))
27 cnclima 21879 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ∧ {(𝐹𝑥)} ∈ (Clsd‘𝐾)) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) ∈ (Clsd‘𝐽))
2822, 26, 27syl2anc 587 . . . 4 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → (𝐹 “ {(𝐹𝑥)}) ∈ (Clsd‘𝐽))
2921, 28eqeltrrd 2917 . . 3 (((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) ∧ 𝑥 𝐽) → {𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
3029ralrimiva 3177 . 2 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → ∀𝑥 𝐽{𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽))
313ist1 21932 . 2 (𝐽 ∈ Fre ↔ (𝐽 ∈ Top ∧ ∀𝑥 𝐽{𝑥} ∈ (Clsd‘𝐽)))
322, 30, 31sylanbrc 586 1 ((𝐾 ∈ Fre ∧ 𝐹:𝑋1-1𝑌𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾)) → 𝐽 ∈ Fre)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2115  ∀wral 3133   ⊆ wss 3919  {csn 4550  ∪ cuni 4824  ◡ccnv 5541  dom cdm 5542   “ cima 5545   Fn wfn 6338  ⟶wf 6339  –1-1→wf1 6340  ‘cfv 6343  (class class class)co 7149  Topctop 21504  Clsdccld 21627   Cn ccn 21835  Frect1 21918 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-ral 3138  df-rex 3139  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-op 4557  df-uni 4825  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-id 5447  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-map 8404  df-top 21505  df-topon 21522  df-cld 21630  df-cn 21838  df-t1 21925 This theorem is referenced by:  restt1  21978  sst1  21985  t1hmph  22402
 Copyright terms: Public domain W3C validator