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

Theorem imasnopn 23828
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 1944 . . . 4 𝑦((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋))
2 nfcv 2925 . . . 4 𝑦(𝑅 “ {𝐴})
3 nfrab1 3436 . . . 4 𝑦{𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
4 txtop 23707 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
54adantr 485 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
6 simprl 782 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
7 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
87eltopss 23045 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
95, 6, 8syl2anc 595 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
10 imasnopn.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑋 = 𝐽
11 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = 𝐾
1210, 11txuni 23730 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
1312adantr 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
149, 13sseqtrrd 3975 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾))
15 imass1 6105 . . . . . . . . . 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 6185 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑋 → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1817ad2antll 741 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1916, 18sseqtrd 3974 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ 𝐾)
2019sseld 3937 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) → 𝑦 𝐾))
2120pm4.71rd 571 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}))))
22 elimasng 6093 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑋𝑦 ∈ V) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2322elvd 3461 . . . . . . . 8 (𝐴𝑋 → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2423ad2antll 741 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2524anbi2d 641 . . . . . 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 3437 . . . . 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 3957 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅})
30 eqid 2763 . . . 4 (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) = (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩)
3130mptpreima 6241 . . 3 ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
3229, 31eqtr4di 2816 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅))
3311toptopon 23055 . . . . . 6 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3433biimpi 219 . . . . 5 (𝐾 ∈ Top → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3534ad2antlr 739 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3610toptopon 23055 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3736biimpi 219 . . . . . 6 (𝐽 ∈ Top → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3837ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
39 simprr 784 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐴𝑋)
4035, 38, 39cnmptc 23800 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝐴) ∈ (𝐾 Cn 𝐽))
4135cnmptid 23799 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝑦) ∈ (𝐾 Cn 𝐾))
4235, 40, 41cnmpt1t 23803 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)))
43 cnima 23403 . . 3 (((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)) ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4442, 6, 43syl2anc 595 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4532, 44eqeltrd 2863 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  {crab 3416  Vcvv 3455  wss 3906  {csn 4590  cop 4596   cuni 4873  cmpt 5193   × cxp 5661  ccnv 5662  cima 5666  cfv 6538  (class class class)co 7412  Topctop 23031  TopOnctopon 23048   Cn ccn 23362   ×t ctx 23698
This theorem was proved from 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-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  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-ral 3080  df-rex 3090  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-map 8827  df-topgen 17497  df-top 23032  df-topon 23049  df-bases 23084  df-cn 23365  df-cnp 23366  df-tx 23700
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator