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

Theorem ptcn 23854
Description: If every projection of a function is continuous, then the function itself is continuous into the product topology. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ptcn.2 𝐾 = (∏t𝐹)
ptcn.3 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
ptcn.4 (𝜑𝐼𝑉)
ptcn.5 (𝜑𝐹:𝐼⟶Top)
ptcn.6 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝑥𝑋𝐴) ∈ (𝐽 Cn (𝐹𝑘)))
Assertion
Ref Expression
ptcn (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝐹   𝑘,𝐼,𝑥   𝑘,𝐽   𝜑,𝑘,𝑥   𝑘,𝑋,𝑥   𝑥,𝐾   𝑘,𝑉,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥, 𝑘)   𝐽(𝑥)   𝐾(𝑘)

Proof of Theorem ptcn
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ptcn.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
21adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐼) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
3 ptcn.5 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:𝐼⟶Top)
43ffvelcdmda 7078 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝐹𝑘) ∈ Top)
5 toptopon2 23144 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑘) ∈ Top ↔ (𝐹𝑘) ∈ (TopOn‘ (𝐹𝑘)))
64, 5sylib 221 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝐹𝑘) ∈ (TopOn‘ (𝐹𝑘)))
7 ptcn.6 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝑥𝑋𝐴) ∈ (𝐽 Cn (𝐹𝑘)))
8 cnf2 23475 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ (𝐹𝑘) ∈ (TopOn‘ (𝐹𝑘)) ∧ (𝑥𝑋𝐴) ∈ (𝐽 Cn (𝐹𝑘))) → (𝑥𝑋𝐴):𝑋 (𝐹𝑘))
92, 6, 7, 8syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝑥𝑋𝐴):𝑋 (𝐹𝑘))
109fvmptelcdm 7107 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐼) ∧ 𝑥𝑋) → 𝐴 (𝐹𝑘))
1110an32s 665 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝐴 (𝐹𝑘))
1211ralrimiva 3154 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑋) → ∀𝑘𝐼 𝐴 (𝐹𝑘))
13 ptcn.4 . . . . . . 7 (𝜑𝐼𝑉)
1413adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝐼𝑉)
15 mptelixpg 8943 . . . . . 6 (𝐼𝑉 → ((𝑘𝐼𝐴) ∈ X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) ↔ ∀𝑘𝐼 𝐴 (𝐹𝑘)))
1614, 15syl 18 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑋) → ((𝑘𝐼𝐴) ∈ X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) ↔ ∀𝑘𝐼 𝐴 (𝐹𝑘)))
1712, 16mpbird 260 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑘𝐼𝐴) ∈ X𝑘𝐼 (𝐹𝑘))
18 ptcn.2 . . . . . . 7 𝐾 = (∏t𝐹)
1918ptuni 23821 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝐹:𝐼⟶Top) → X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2013, 3, 19syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2120adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2217, 21eleqtrd 2862 . . 3 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑘𝐼𝐴) ∈ 𝐾)
2322fmpttd 7109 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)):𝑋 𝐾)
241adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑧𝑋) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
2513adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑧𝑋) → 𝐼𝑉)
263adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑧𝑋) → 𝐹:𝐼⟶Top)
27 simpr 490 . . . 4 ((𝜑𝑧𝑋) → 𝑧𝑋)
287adantlr 728 . . . . 5 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → (𝑥𝑋𝐴) ∈ (𝐽 Cn (𝐹𝑘)))
29 simplr 781 . . . . . 6 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝑧𝑋)
30 toponuni 23140 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → 𝑋 = 𝐽)
311, 30syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 = 𝐽)
3231ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝑋 = 𝐽)
3329, 32eleqtrd 2862 . . . . 5 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝑧 𝐽)
34 eqid 2760 . . . . . 6 𝐽 = 𝐽
3534cncnpi 23504 . . . . 5 (((𝑥𝑋𝐴) ∈ (𝐽 Cn (𝐹𝑘)) ∧ 𝑧 𝐽) → (𝑥𝑋𝐴) ∈ ((𝐽 CnP (𝐹𝑘))‘𝑧))
3628, 33, 35syl2anc 596 . . . 4 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → (𝑥𝑋𝐴) ∈ ((𝐽 CnP (𝐹𝑘))‘𝑧))
3718, 24, 25, 26, 27, 36ptcnp 23849 . . 3 ((𝜑𝑧𝑋) → (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))
3837ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑧𝑋 (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))
39 pttop 23809 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝐹:𝐼⟶Top) → (∏t𝐹) ∈ Top)
4013, 3, 39syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (∏t𝐹) ∈ Top)
4118, 40eqeltrid 2864 . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ Top)
42 toptopon2 23144 . . . 4 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
4341, 42sylib 221 . . 3 (𝜑𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
44 cncnp 23506 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾)) → ((𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ ((𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)):𝑋 𝐾 ∧ ∀𝑧𝑋 (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))))
451, 43, 44syl2anc 596 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ ((𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)):𝑋 𝐾 ∧ ∀𝑧𝑋 (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))))
4623, 38, 45mpbir2and 726 1 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3076   cuni 4867  cmpt 5186  wf 6529  cfv 6533  (class class class)co 7414  Xcixp 8905  tcpt 17524  Topctop 23119  TopOnctopon 23136   Cn ccn 23450   CnP ccnp 23451
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-1o 8456  df-2o 8457  df-map 8829  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-fin 8957  df-fi 9382  df-topgen 17529  df-pt 17530  df-top 23120  df-topon 23137  df-bases 23172  df-cn 23453  df-cnp 23454
This theorem is used by:  pt1hmeo  24033  ptunhmeo  24035  symgtgp  24333  prdstmdd  24351  prdstgpd  24352  ptpconn  35813  broucube  38404
  Copyright terms: Public domain W3C validator