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

Theorem flfcntr 24301
Description: A continuous function's value is always in the trace of its filter limit. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
flfcntr.c 𝐶 = 𝐽
flfcntr.b 𝐵 = 𝐾
flfcntr.j (𝜑𝐽 ∈ Top)
flfcntr.a (𝜑𝐴𝐶)
flfcntr.1 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾))
flfcntr.y (𝜑𝑋𝐴)
Assertion
Ref Expression
flfcntr (𝜑 → (𝐹𝑋) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹))

Proof of Theorem flfcntr
Dummy variables 𝑎 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6881 . . 3 (𝑥 = 𝑋 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑋))
21eleq1d 2845 . 2 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ↔ (𝐹𝑋) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
3 oveq2 7424 . . . 4 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎) = ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
4 oveq2 7424 . . . . . 6 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → (𝐾 fLimf 𝑎) = (𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
54fveq1d 6883 . . . . 5 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
65eleq2d 2846 . . . 4 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → ((𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹) ↔ (𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
73, 6raleqbidv 3334 . . 3 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → (∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹) ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
8 flfcntr.1 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾))
9 flfcntr.j . . . . . . . 8 (𝜑𝐽 ∈ Top)
10 flfcntr.c . . . . . . . . 9 𝐶 = 𝐽
1110toptopon 23174 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
129, 11sylib 221 . . . . . . 7 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
13 flfcntr.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝐶)
14 resttopon 23418 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶) → (𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴))
1512, 13, 14syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴))
16 cntop2 23498 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾) → 𝐾 ∈ Top)
178, 16syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ Top)
18 flfcntr.b . . . . . . . 8 𝐵 = 𝐾
1918toptopon 23174 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
2017, 19sylib 221 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
21 cnflf 24260 . . . . . 6 (((𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴) ∧ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵)) → (𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾) ↔ (𝐹:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ (Fil‘𝐴)∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹))))
2215, 20, 21syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾) ↔ (𝐹:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ (Fil‘𝐴)∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹))))
238, 22mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → (𝐹:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ (Fil‘𝐴)∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹)))
2423simprd 501 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (Fil‘𝐴)∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹))
2510sscls 23313 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴𝐶) → 𝐴 ⊆ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
269, 13, 25syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑𝐴 ⊆ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
27 flfcntr.y . . . . 5 (𝜑𝑋𝐴)
2826, 27sseldd 3932 . . . 4 (𝜑𝑋 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
2913, 27sseldd 3932 . . . . 5 (𝜑𝑋𝐶)
30 trnei 24150 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶𝑋𝐶) → (𝑋 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
3112, 13, 29, 30syl3anc 1398 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
3228, 31mpbid 235 . . 3 (𝜑 → (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
337, 24, 32rspcdva 3577 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
34 neiflim 24232 . . . 4 (((𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴) ∧ 𝑋𝐴) → 𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})))
3515, 27, 34syl2anc 596 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})))
3627snssd 4747 . . . . 5 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐴)
3710neitr 23437 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴𝐶 ∧ {𝑋} ⊆ 𝐴) → ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋}) = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))
389, 13, 36, 37syl3anc 1398 . . . 4 (𝜑 → ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋}) = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))
3938oveq2d 7432 . . 3 (𝜑 → ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})) = ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
4035, 39eleqtrd 2862 . 2 (𝜑𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
412, 33, 40rspcdva 3577 1 (𝜑 → (𝐹𝑋) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3076  wss 3899  {csn 4584   cuni 4867  wf 6531  cfv 6535  (class class class)co 7416  t crest 17530  Topctop 23150  TopOnctopon 23167  clsccl 23275  neicnei 23354   Cn ccn 23481  Filcfil 24103   fLim cflim 24192   fLimf cflf 24193
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 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7742
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  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-nel 3062  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-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  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-ord 6362  df-on 6363  df-lim 6364  df-suc 6365  df-iota 6491  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-map 8835  df-en 8960  df-fin 8963  df-fi 9388  df-rest 17532  df-topgen 17553  df-fbas 21614  df-fg 21615  df-top 23151  df-topon 23168  df-bases 23203  df-cld 23276  df-ntr 23277  df-cls 23278  df-nei 23355  df-cn 23484  df-cnp 23485  df-fil 24104  df-fm 24196  df-flim 24197  df-flf 24198
This theorem is used by:  cnextfres  24327
  Copyright terms: Public domain W3C validator