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

Theorem imasnopn 23884
Description: If a relation graph is open, then an image set of a singleton is also open. Corollary of Proposition 4 of [BourbakiTop1] p. I.26. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jan-2018.)
Hypothesis
Ref Expression
imasnopn.1 𝑋 = 𝐽
Assertion
Ref Expression
imasnopn (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)

Proof of Theorem imasnopn
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1947 . . . 4 𝑦((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋))
2 nfcv 2928 . . . 4 𝑦(𝑅 “ {𝐴})
3 nfrab1 3439 . . . 4 𝑦{𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
4 txtop 23763 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
54adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
6 simprl 783 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
7 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
87eltopss 23101 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
95, 6, 8syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
10 imasnopn.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑋 = 𝐽
11 eqid 2766 . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = 𝐾
1210, 11txuni 23786 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
1312adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
149, 13sseqtrrd 3977 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾))
15 imass1 6108 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
1614, 15syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
17 xpimasn 6188 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑋 → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1817ad2antll 742 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1916, 18sseqtrd 3976 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ 𝐾)
2019sseld 3939 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) → 𝑦 𝐾))
2120pm4.71rd 572 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}))))
22 elimasng 6096 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑋𝑦 ∈ V) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2322elvd 3464 . . . . . . . 8 (𝐴𝑋 → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2423ad2antll 742 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2524anbi2d 642 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴})) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
2621, 25bitrd 282 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
27 rabid 3440 . . . . 5 (𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅} ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2826, 27bitr4di 292 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ 𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}))
291, 2, 3, 28eqrd 3959 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅})
30 eqid 2766 . . . 4 (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) = (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩)
3130mptpreima 6244 . . 3 ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
3229, 31eqtr4di 2819 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅))
3311toptopon 23111 . . . . . 6 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3433biimpi 219 . . . . 5 (𝐾 ∈ Top → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3534ad2antlr 740 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3610toptopon 23111 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3736biimpi 219 . . . . . 6 (𝐽 ∈ Top → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3837ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
39 simprr 785 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐴𝑋)
4035, 38, 39cnmptc 23856 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝐴) ∈ (𝐾 Cn 𝐽))
4135cnmptid 23855 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝑦) ∈ (𝐾 Cn 𝐾))
4235, 40, 41cnmpt1t 23859 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)))
43 cnima 23459 . . 3 (((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)) ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4442, 6, 43syl2anc 596 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4532, 44eqeltrd 2866 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  {crab 3419  Vcvv 3458  wss 3908  {csn 4594  cop 4600   cuni 4877  cmpt 5197   × cxp 5664  ccnv 5665  cima 5669  cfv 6543  (class class class)co 7423  Topctop 23087  TopOnctopon 23104   Cn ccn 23418   ×t ctx 23754
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-id 5561  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-map 8835  df-topgen 17521  df-top 23088  df-topon 23105  df-bases 23140  df-cn 23421  df-cnp 23422  df-tx 23756
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator