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

Theorem iccpnfhmeo 24468
Description: The defined bijection from [0, 1] to [0, +∞] is an order isomorphism and a homeomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
iccpnfhmeo.f 𝐹 = (π‘₯ ∈ (0[,]1) ↦ if(π‘₯ = 1, +∞, (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))))
iccpnfhmeo.k 𝐾 = ((ordTopβ€˜ ≀ ) β†Ύt (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
iccpnfhmeo (𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ∧ 𝐹 ∈ (IIHomeo𝐾))

Proof of Theorem iccpnfhmeo
Dummy variables 𝑦 𝑀 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iccssxr 13409 . . . 4 (0[,]1) βŠ† ℝ*
2 xrltso 13122 . . . 4 < Or ℝ*
3 soss 5608 . . . 4 ((0[,]1) βŠ† ℝ* β†’ ( < Or ℝ* β†’ < Or (0[,]1)))
41, 2, 3mp2 9 . . 3 < Or (0[,]1)
5 iccssxr 13409 . . . . 5 (0[,]+∞) βŠ† ℝ*
6 soss 5608 . . . . 5 ((0[,]+∞) βŠ† ℝ* β†’ ( < Or ℝ* β†’ < Or (0[,]+∞)))
75, 2, 6mp2 9 . . . 4 < Or (0[,]+∞)
8 sopo 5607 . . . 4 ( < Or (0[,]+∞) β†’ < Po (0[,]+∞))
97, 8ax-mp 5 . . 3 < Po (0[,]+∞)
10 iccpnfhmeo.f . . . . . 6 𝐹 = (π‘₯ ∈ (0[,]1) ↦ if(π‘₯ = 1, +∞, (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))))
1110iccpnfcnv 24467 . . . . 5 (𝐹:(0[,]1)–1-1-ontoβ†’(0[,]+∞) ∧ ◑𝐹 = (𝑦 ∈ (0[,]+∞) ↦ if(𝑦 = +∞, 1, (𝑦 / (1 + 𝑦)))))
1211simpli 484 . . . 4 𝐹:(0[,]1)–1-1-ontoβ†’(0[,]+∞)
13 f1ofo 6840 . . . 4 (𝐹:(0[,]1)–1-1-ontoβ†’(0[,]+∞) β†’ 𝐹:(0[,]1)–ontoβ†’(0[,]+∞))
1412, 13ax-mp 5 . . 3 𝐹:(0[,]1)–ontoβ†’(0[,]+∞)
15 elicc01 13445 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ (0[,]1) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝑧 ∧ 𝑧 ≀ 1))
1615simp1bi 1145 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ (0[,]1) β†’ 𝑧 ∈ ℝ)
17163ad2ant1 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 ∈ ℝ)
18 elicc01 13445 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ (0[,]1) ↔ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝑀 ∧ 𝑀 ≀ 1))
1918simp1bi 1145 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ (0[,]1) β†’ 𝑀 ∈ ℝ)
20193ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑀 ∈ ℝ)
21 1red 11217 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 1 ∈ ℝ)
22 simp3 1138 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 < 𝑀)
2318simp3bi 1147 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ (0[,]1) β†’ 𝑀 ≀ 1)
24233ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑀 ≀ 1)
2517, 20, 21, 22, 24ltletrd 11376 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 < 1)
2617, 25gtned 11351 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 1 β‰  𝑧)
2726necomd 2996 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 β‰  1)
28 ifnefalse 4540 . . . . . . . 8 (𝑧 β‰  1 β†’ if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) = (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)))
2927, 28syl 17 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) = (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)))
30 breq2 5152 . . . . . . . 8 (+∞ = if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))) β†’ ((𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < +∞ ↔ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))))
31 breq2 5152 . . . . . . . 8 ((𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)) = if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))) β†’ ((𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)) ↔ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))))
32 1re 11216 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℝ
33 resubcl 11526 . . . . . . . . . . . 12 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) β†’ (1 βˆ’ 𝑧) ∈ ℝ)
3432, 17, 33sylancr 587 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (1 βˆ’ 𝑧) ∈ ℝ)
35 ax-1cn 11170 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ β„‚
3617recnd 11244 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 ∈ β„‚)
37 subeq0 11488 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚) β†’ ((1 βˆ’ 𝑧) = 0 ↔ 1 = 𝑧))
3837necon3bid 2985 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚) β†’ ((1 βˆ’ 𝑧) β‰  0 ↔ 1 β‰  𝑧))
3935, 36, 38sylancr 587 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ ((1 βˆ’ 𝑧) β‰  0 ↔ 1 β‰  𝑧))
4026, 39mpbird 256 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (1 βˆ’ 𝑧) β‰  0)
4117, 34, 40redivcld 12044 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) ∈ ℝ)
4241ltpnfd 13103 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < +∞)
4342adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ 𝑀 = 1) β†’ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < +∞)
44 simpl3 1193 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ 𝑧 < 𝑀)
45 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) = (π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))
46 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . 14 (TopOpenβ€˜β„‚fld) = (TopOpenβ€˜β„‚fld)
4745, 46icopnfhmeo 24466 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) Isom < , < ((0[,)1), (0[,)+∞)) ∧ (π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) ∈ (((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt (0[,)1))Homeo((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt (0[,)+∞))))
4847simpli 484 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) Isom < , < ((0[,)1), (0[,)+∞))
4948a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ (π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) Isom < , < ((0[,)1), (0[,)+∞)))
50 simp1 1136 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 ∈ (0[,]1))
51 0xr 11263 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 0 ∈ ℝ*
52 1xr 11275 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℝ*
53 0le1 11739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 0 ≀ 1
54 snunico 13458 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((0 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ* ∧ 0 ≀ 1) β†’ ((0[,)1) βˆͺ {1}) = (0[,]1))
5551, 52, 53, 54mp3an 1461 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((0[,)1) βˆͺ {1}) = (0[,]1)
5650, 55eleqtrrdi 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 ∈ ((0[,)1) βˆͺ {1}))
57 elun 4148 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 ∈ ((0[,)1) βˆͺ {1}) ↔ (𝑧 ∈ (0[,)1) ∨ 𝑧 ∈ {1}))
5856, 57sylib 217 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑧 ∈ (0[,)1) ∨ 𝑧 ∈ {1}))
5958ord 862 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (Β¬ 𝑧 ∈ (0[,)1) β†’ 𝑧 ∈ {1}))
60 elsni 4645 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 ∈ {1} β†’ 𝑧 = 1)
6159, 60syl6 35 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (Β¬ 𝑧 ∈ (0[,)1) β†’ 𝑧 = 1))
6261necon1ad 2957 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑧 β‰  1 β†’ 𝑧 ∈ (0[,)1)))
6327, 62mpd 15 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑧 ∈ (0[,)1))
6463adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ 𝑧 ∈ (0[,)1))
65 simp2 1137 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑀 ∈ (0[,]1))
6665, 55eleqtrrdi 2844 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ 𝑀 ∈ ((0[,)1) βˆͺ {1}))
67 elun 4148 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ ((0[,)1) βˆͺ {1}) ↔ (𝑀 ∈ (0[,)1) ∨ 𝑀 ∈ {1}))
6866, 67sylib 217 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑀 ∈ (0[,)1) ∨ 𝑀 ∈ {1}))
6968ord 862 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (Β¬ 𝑀 ∈ (0[,)1) β†’ 𝑀 ∈ {1}))
70 elsni 4645 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ∈ {1} β†’ 𝑀 = 1)
7169, 70syl6 35 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (Β¬ 𝑀 ∈ (0[,)1) β†’ 𝑀 = 1))
7271con1d 145 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (Β¬ 𝑀 = 1 β†’ 𝑀 ∈ (0[,)1)))
7372imp 407 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ 𝑀 ∈ (0[,)1))
74 isorel 7325 . . . . . . . . . . 11 (((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) Isom < , < ((0[,)1), (0[,)+∞)) ∧ (𝑧 ∈ (0[,)1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,)1))) β†’ (𝑧 < 𝑀 ↔ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘§) < ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘€)))
7549, 64, 73, 74syl12anc 835 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ (𝑧 < 𝑀 ↔ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘§) < ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘€)))
7644, 75mpbid 231 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘§) < ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘€))
77 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ = 𝑧 β†’ π‘₯ = 𝑧)
78 oveq2 7419 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ = 𝑧 β†’ (1 βˆ’ π‘₯) = (1 βˆ’ 𝑧))
7977, 78oveq12d 7429 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 𝑧 β†’ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)) = (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)))
80 ovex 7444 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) ∈ V
8179, 45, 80fvmpt 6998 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (0[,)1) β†’ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘§) = (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)))
8264, 81syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘§) = (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)))
83 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ = 𝑀 β†’ π‘₯ = 𝑀)
84 oveq2 7419 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (1 βˆ’ π‘₯) = (1 βˆ’ 𝑀))
8583, 84oveq12d 7429 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)) = (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))
86 ovex 7444 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)) ∈ V
8785, 45, 86fvmpt 6998 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ (0[,)1) β†’ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘€) = (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))
8873, 87syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ ((π‘₯ ∈ (0[,)1) ↦ (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯)))β€˜π‘€) = (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))
8976, 82, 883brtr3d 5179 . . . . . . . 8 (((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) ∧ Β¬ 𝑀 = 1) β†’ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))
9030, 31, 43, 89ifbothda 4566 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧)) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))))
9129, 90eqbrtrd 5170 . . . . . 6 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑧 < 𝑀) β†’ if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))))
92913expia 1121 . . . . 5 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1)) β†’ (𝑧 < 𝑀 β†’ if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))))
93 eqeq1 2736 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑧 β†’ (π‘₯ = 1 ↔ 𝑧 = 1))
9493, 79ifbieq2d 4554 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑧 β†’ if(π‘₯ = 1, +∞, (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) = if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))))
95 pnfex 11269 . . . . . . . 8 +∞ ∈ V
9695, 80ifex 4578 . . . . . . 7 if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) ∈ V
9794, 10, 96fvmpt 6998 . . . . . 6 (𝑧 ∈ (0[,]1) β†’ (πΉβ€˜π‘§) = if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))))
98 eqeq1 2736 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (π‘₯ = 1 ↔ 𝑀 = 1))
9998, 85ifbieq2d 4554 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑀 β†’ if(π‘₯ = 1, +∞, (π‘₯ / (1 βˆ’ π‘₯))) = if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))))
10095, 86ifex 4578 . . . . . . 7 if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))) ∈ V
10199, 10, 100fvmpt 6998 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (0[,]1) β†’ (πΉβ€˜π‘€) = if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀))))
10297, 101breqan12d 5164 . . . . 5 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1)) β†’ ((πΉβ€˜π‘§) < (πΉβ€˜π‘€) ↔ if(𝑧 = 1, +∞, (𝑧 / (1 βˆ’ 𝑧))) < if(𝑀 = 1, +∞, (𝑀 / (1 βˆ’ 𝑀)))))
10392, 102sylibrd 258 . . . 4 ((𝑧 ∈ (0[,]1) ∧ 𝑀 ∈ (0[,]1)) β†’ (𝑧 < 𝑀 β†’ (πΉβ€˜π‘§) < (πΉβ€˜π‘€)))
104103rgen2 3197 . . 3 βˆ€π‘§ ∈ (0[,]1)βˆ€π‘€ ∈ (0[,]1)(𝑧 < 𝑀 β†’ (πΉβ€˜π‘§) < (πΉβ€˜π‘€))
105 soisoi 7327 . . 3 ((( < Or (0[,]1) ∧ < Po (0[,]+∞)) ∧ (𝐹:(0[,]1)–ontoβ†’(0[,]+∞) ∧ βˆ€π‘§ ∈ (0[,]1)βˆ€π‘€ ∈ (0[,]1)(𝑧 < 𝑀 β†’ (πΉβ€˜π‘§) < (πΉβ€˜π‘€)))) β†’ 𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞)))
1064, 9, 14, 104, 105mp4an 691 . 2 𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞))
107 letsr 18548 . . . . . 6 ≀ ∈ TosetRel
108107elexi 3493 . . . . 5 ≀ ∈ V
109108inex1 5317 . . . 4 ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))) ∈ V
110108inex1 5317 . . . 4 ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))) ∈ V
111 leiso 14422 . . . . . . . 8 (((0[,]1) βŠ† ℝ* ∧ (0[,]+∞) βŠ† ℝ*) β†’ (𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ≀ , ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞))))
1121, 5, 111mp2an 690 . . . . . . 7 (𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ≀ , ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞)))
113106, 112mpbi 229 . . . . . 6 𝐹 Isom ≀ , ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞))
114 isores1 7333 . . . . . 6 (𝐹 Isom ≀ , ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞)))
115113, 114mpbi 229 . . . . 5 𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞))
116 isores2 7332 . . . . 5 (𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ≀ ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞)))
117115, 116mpbi 229 . . . 4 𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞))
118 tsrps 18542 . . . . . . . 8 ( ≀ ∈ TosetRel β†’ ≀ ∈ PosetRel)
119107, 118ax-mp 5 . . . . . . 7 ≀ ∈ PosetRel
120 ledm 18545 . . . . . . . 8 ℝ* = dom ≀
121120psssdm 18537 . . . . . . 7 (( ≀ ∈ PosetRel ∧ (0[,]1) βŠ† ℝ*) β†’ dom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))) = (0[,]1))
122119, 1, 121mp2an 690 . . . . . 6 dom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))) = (0[,]1)
123122eqcomi 2741 . . . . 5 (0[,]1) = dom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1)))
124120psssdm 18537 . . . . . . 7 (( ≀ ∈ PosetRel ∧ (0[,]+∞) βŠ† ℝ*) β†’ dom ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))) = (0[,]+∞))
125119, 5, 124mp2an 690 . . . . . 6 dom ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))) = (0[,]+∞)
126125eqcomi 2741 . . . . 5 (0[,]+∞) = dom ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))
127123, 126ordthmeo 23313 . . . 4 ((( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))) ∈ V ∧ ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))) ∈ V ∧ 𝐹 Isom ( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))), ( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞))) β†’ 𝐹 ∈ ((ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))))Homeo(ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))))))
128109, 110, 117, 127mp3an 1461 . . 3 𝐹 ∈ ((ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))))Homeo(ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))))
129 dfii5 24408 . . . 4 II = (ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))))
130 iccpnfhmeo.k . . . . 5 𝐾 = ((ordTopβ€˜ ≀ ) β†Ύt (0[,]+∞))
131 ordtresticc 22734 . . . . 5 ((ordTopβ€˜ ≀ ) β†Ύt (0[,]+∞)) = (ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))))
132130, 131eqtri 2760 . . . 4 𝐾 = (ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞))))
133129, 132oveq12i 7423 . . 3 (IIHomeo𝐾) = ((ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]1) Γ— (0[,]1))))Homeo(ordTopβ€˜( ≀ ∩ ((0[,]+∞) Γ— (0[,]+∞)))))
134128, 133eleqtrri 2832 . 2 𝐹 ∈ (IIHomeo𝐾)
135106, 134pm3.2i 471 1 (𝐹 Isom < , < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ∧ 𝐹 ∈ (IIHomeo𝐾))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆ€wral 3061  Vcvv 3474   βˆͺ cun 3946   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  ifcif 4528  {csn 4628   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231   Po wpo 5586   Or wor 5587   Γ— cxp 5674  β—‘ccnv 5675  dom cdm 5676  β€“ontoβ†’wfo 6541  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6542  β€˜cfv 6543   Isom wiso 6544  (class class class)co 7411  β„‚cc 11110  β„cr 11111  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115  +∞cpnf 11247  β„*cxr 11249   < clt 11250   ≀ cle 11251   βˆ’ cmin 11446   / cdiv 11873  [,)cico 13328  [,]cicc 13329   β†Ύt crest 17368  TopOpenctopn 17369  ordTopcordt 17447  PosetRelcps 18519   TosetRel ctsr 18520  β„‚fldccnfld 20950  Homeochmeo 23264  IIcii 24398
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12475  df-z 12561  df-dec 12680  df-uz 12825  df-q 12935  df-rp 12977  df-xneg 13094  df-xadd 13095  df-xmul 13096  df-ioo 13330  df-ioc 13331  df-ico 13332  df-icc 13333  df-fz 13487  df-seq 13969  df-exp 14030  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-struct 17082  df-slot 17117  df-ndx 17129  df-base 17147  df-plusg 17212  df-mulr 17213  df-starv 17214  df-tset 17218  df-ple 17219  df-ds 17221  df-unif 17222  df-rest 17370  df-topn 17371  df-topgen 17391  df-ordt 17449  df-ps 18521  df-tsr 18522  df-psmet 20942  df-xmet 20943  df-met 20944  df-bl 20945  df-mopn 20946  df-cnfld 20951  df-top 22403  df-topon 22420  df-topsp 22442  df-bases 22456  df-cn 22738  df-hmeo 23266  df-xms 23833  df-ms 23834  df-ii 24400
This theorem is referenced by:  xrhmeo  24469  xrge0hmph  32981
  Copyright terms: Public domain W3C validator