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

Theorem imasnopn 23719
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 1913 . . . 4 𝑦((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋))
2 nfcv 2908 . . . 4 𝑦(𝑅 “ {𝐴})
3 nfrab1 3464 . . . 4 𝑦{𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
4 txtop 23598 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
54adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top)
6 simprl 770 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾))
7 eqid 2740 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐽 ×t 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾)
87eltopss 22934 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐽 ×t 𝐾) ∈ Top ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
95, 6, 8syl2anc 583 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 (𝐽 ×t 𝐾))
10 imasnopn.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑋 = 𝐽
11 eqid 2740 . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = 𝐾
1210, 11txuni 23621 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
1312adantr 480 . . . . . . . . . . 11 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑋 × 𝐾) = (𝐽 ×t 𝐾))
149, 13sseqtrrd 4050 . . . . . . . . . 10 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾))
15 imass1 6131 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ⊆ (𝑋 × 𝐾) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
1614, 15syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}))
17 xpimasn 6216 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑋 → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1817ad2antll 728 . . . . . . . . 9 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑋 × 𝐾) “ {𝐴}) = 𝐾)
1916, 18sseqtrd 4049 . . . . . . . 8 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ⊆ 𝐾)
2019sseld 4007 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) → 𝑦 𝐾))
2120pm4.71rd 562 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}))))
22 elimasng 6118 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑋𝑦 ∈ V) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2322elvd 3494 . . . . . . . 8 (𝐴𝑋 → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2423ad2antll 728 . . . . . . 7 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2524anbi2d 629 . . . . . 6 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴})) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
2621, 25bitrd 279 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅)))
27 rabid 3465 . . . . 5 (𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅} ↔ (𝑦 𝐾 ∧ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅))
2826, 27bitr4di 289 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 ∈ (𝑅 “ {𝐴}) ↔ 𝑦 ∈ {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}))
291, 2, 3, 28eqrd 4028 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅})
30 eqid 2740 . . . 4 (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) = (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩)
3130mptpreima 6269 . . 3 ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) = {𝑦 𝐾 ∣ ⟨𝐴, 𝑦⟩ ∈ 𝑅}
3229, 31eqtr4di 2798 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) = ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅))
3311toptopon 22944 . . . . . 6 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3433biimpi 216 . . . . 5 (𝐾 ∈ Top → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3534ad2antlr 726 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
3610toptopon 22944 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3736biimpi 216 . . . . . 6 (𝐽 ∈ Top → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3837ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
39 simprr 772 . . . . 5 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → 𝐴𝑋)
4035, 38, 39cnmptc 23691 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝐴) ∈ (𝐾 Cn 𝐽))
4135cnmptid 23690 . . . 4 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾𝑦) ∈ (𝐾 Cn 𝐾))
4235, 40, 41cnmpt1t 23694 . . 3 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)))
43 cnima 23294 . . 3 (((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) ∈ (𝐾 Cn (𝐽 ×t 𝐾)) ∧ 𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4442, 6, 43syl2anc 583 . 2 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑦 𝐾 ↦ ⟨𝐴, 𝑦⟩) “ 𝑅) ∈ 𝐾)
4532, 44eqeltrd 2844 1 (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝑅 ∈ (𝐽 ×t 𝐾) ∧ 𝐴𝑋)) → (𝑅 “ {𝐴}) ∈ 𝐾)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2108  {crab 3443  Vcvv 3488  wss 3976  {csn 4648  cop 4654   cuni 4931  cmpt 5249   × cxp 5698  ccnv 5699  cima 5703  cfv 6573  (class class class)co 7448  Topctop 22920  TopOnctopon 22937   Cn ccn 23253   ×t ctx 23589
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-id 5593  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-map 8886  df-topgen 17503  df-top 22921  df-topon 22938  df-bases 22974  df-cn 23256  df-cnp 23257  df-tx 23591
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator