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

Theorem flfcntr 24209
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 2848 . 2 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ↔ (𝐹𝑋) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
3 oveq2 7418 . . . 4 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎) = ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
4 oveq2 7418 . . . . . 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 2849 . . . 4 (𝑎 = (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴) → ((𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹) ↔ (𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
73, 6raleqbidv 3338 . . 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 23083 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
129, 11sylib 221 . . . . . . 7 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
13 flfcntr.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝐶)
14 resttopon 23327 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴𝐶) → (𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴))
1512, 13, 14syl2anc 595 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴))
16 cntop2 23407 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ ((𝐽t 𝐴) Cn 𝐾) → 𝐾 ∈ Top)
178, 16syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ Top)
18 flfcntr.b . . . . . . . 8 𝐵 = 𝐾
1918toptopon 23083 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
2017, 19sylib 221 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
21 cnflf 24168 . . . . . 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 595 . . . . 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 500 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (Fil‘𝐴)∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim 𝑎)(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf 𝑎)‘𝐹))
2510sscls 23222 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐴𝐶) → 𝐴 ⊆ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
269, 13, 25syl2anc 595 . . . . 5 (𝜑𝐴 ⊆ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
27 flfcntr.y . . . . 5 (𝜑𝑋𝐴)
2826, 27sseldd 3938 . . . 4 (𝜑𝑋 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
2913, 27sseldd 3938 . . . . 5 (𝜑𝑋𝐶)
30 trnei 24058 . . . . 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 3582 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))(𝐹𝑥) ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
34 neiflim 24140 . . . 4 (((𝐽t 𝐴) ∈ (TopOn‘𝐴) ∧ 𝑋𝐴) → 𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})))
3515, 27, 34syl2anc 595 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})))
3627snssd 4752 . . . . 5 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐴)
3710neitr 23346 . . . . 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 7426 . . 3 (𝜑 → ((𝐽t 𝐴) fLim ((nei‘(𝐽t 𝐴))‘{𝑋})) = ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
4035, 39eleqtrd 2865 . 2 (𝜑𝑋 ∈ ((𝐽t 𝐴) fLim (((nei‘𝐽)‘{𝑋}) ↾t 𝐴)))
412, 33, 40rspcdva 3582 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 400   = wceq 1570  wcel 2143  wral 3079  wss 3905  {csn 4589   cuni 4872  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  t crest 17477  Topctop 23059  TopOnctopon 23076  clsccl 23184  neicnei 23263   Cn ccn 23390  Filcfil 24011   fLim cflim 24100   fLimf cflf 24101
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-map 8822  df-en 8940  df-fin 8943  df-fi 9367  df-rest 17479  df-topgen 17500  df-fbas 21528  df-fg 21529  df-top 23060  df-topon 23077  df-bases 23112  df-cld 23185  df-ntr 23186  df-cls 23187  df-nei 23264  df-cn 23393  df-cnp 23394  df-fil 24012  df-fm 24104  df-flim 24105  df-flf 24106
This theorem is used by:  cnextfres  24235
  Copyright terms: Public domain W3C validator