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Theorem ptcn 23122
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 = (∏tβ€˜πΉ)
ptcn.3 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
ptcn.4 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
ptcn.5 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝐼⟢Top)
ptcn.6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝐽 Cn (πΉβ€˜π‘˜)))
Assertion
Ref Expression
ptcn (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Distinct variable groups:   π‘₯,π‘˜,𝐹   π‘˜,𝐼,π‘₯   π‘˜,𝐽   πœ‘,π‘˜,π‘₯   π‘˜,𝑋,π‘₯   π‘₯,𝐾   π‘˜,𝑉,π‘₯
Allowed substitution hints:   𝐴(π‘₯,π‘˜)   𝐽(π‘₯)   𝐾(π‘˜)

Proof of Theorem ptcn
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ptcn.3 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
21adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
3 ptcn.5 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝐼⟢Top)
43ffvelcdmda 7083 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ Top)
5 toptopon2 22411 . . . . . . . . . 10 ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ Top ↔ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜)))
64, 5sylib 217 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜)))
7 ptcn.6 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝐽 Cn (πΉβ€˜π‘˜)))
8 cnf2 22744 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜)) ∧ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝐽 Cn (πΉβ€˜π‘˜))) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴):π‘‹βŸΆβˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
92, 6, 7, 8syl3anc 1371 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴):π‘‹βŸΆβˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
109fvmptelcdm 7109 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ 𝐴 ∈ βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
1110an32s 650 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ 𝐴 ∈ βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
1211ralrimiva 3146 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝐼 𝐴 ∈ βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
13 ptcn.4 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
1413adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
15 mptelixpg 8925 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ((π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴) ∈ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝐼 𝐴 ∈ βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜)))
1614, 15syl 17 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ ((π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴) ∈ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝐼 𝐴 ∈ βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜)))
1712, 16mpbird 256 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴) ∈ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜))
18 ptcn.2 . . . . . . 7 𝐾 = (∏tβ€˜πΉ)
1918ptuni 23089 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝐼⟢Top) β†’ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜) = βˆͺ 𝐾)
2013, 3, 19syl2anc 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜) = βˆͺ 𝐾)
2120adantr 481 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ Xπ‘˜ ∈ 𝐼 βˆͺ (πΉβ€˜π‘˜) = βˆͺ 𝐾)
2217, 21eleqtrd 2835 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴) ∈ βˆͺ 𝐾)
2322fmpttd 7111 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)):π‘‹βŸΆβˆͺ 𝐾)
241adantr 481 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
2513adantr 481 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
263adantr 481 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ 𝐹:𝐼⟢Top)
27 simpr 485 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ 𝑧 ∈ 𝑋)
287adantlr 713 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝐽 Cn (πΉβ€˜π‘˜)))
29 simplr 767 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ 𝑧 ∈ 𝑋)
30 toponuni 22407 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) β†’ 𝑋 = βˆͺ 𝐽)
311, 30syl 17 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 = βˆͺ 𝐽)
3231ad2antrr 724 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ 𝑋 = βˆͺ 𝐽)
3329, 32eleqtrd 2835 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ 𝑧 ∈ βˆͺ 𝐽)
34 eqid 2732 . . . . . 6 βˆͺ 𝐽 = βˆͺ 𝐽
3534cncnpi 22773 . . . . 5 (((π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝐽 Cn (πΉβ€˜π‘˜)) ∧ 𝑧 ∈ βˆͺ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ ((𝐽 CnP (πΉβ€˜π‘˜))β€˜π‘§))
3628, 33, 35syl2anc 584 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ ∈ 𝐼) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ ((𝐽 CnP (πΉβ€˜π‘˜))β€˜π‘§))
3718, 24, 25, 26, 27, 36ptcnp 23117 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π‘§))
3837ralrimiva 3146 . 2 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π‘§))
39 pttop 23077 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝐼⟢Top) β†’ (∏tβ€˜πΉ) ∈ Top)
4013, 3, 39syl2anc 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (∏tβ€˜πΉ) ∈ Top)
4118, 40eqeltrid 2837 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ Top)
42 toptopon2 22411 . . . 4 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ 𝐾))
4341, 42sylib 217 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ 𝐾))
44 cncnp 22775 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐾 ∈ (TopOnβ€˜βˆͺ 𝐾)) β†’ ((π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ ((π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)):π‘‹βŸΆβˆͺ 𝐾 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π‘§))))
451, 43, 44syl2anc 584 . 2 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ↔ ((π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)):π‘‹βŸΆβˆͺ 𝐾 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑋 (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π‘§))))
4623, 38, 45mpbir2and 711 1 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ 𝑋 ↦ (π‘˜ ∈ 𝐼 ↦ 𝐴)) ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆͺ cuni 4907   ↦ cmpt 5230  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  Xcixp 8887  βˆtcpt 17380  Topctop 22386  TopOnctopon 22403   Cn ccn 22719   CnP ccnp 22720
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 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721
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-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-fin 8939  df-fi 9402  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-top 22387  df-topon 22404  df-bases 22440  df-cn 22722  df-cnp 22723
This theorem is referenced by:  pt1hmeo  23301  ptunhmeo  23303  symgtgp  23601  prdstmdd  23619  prdstgpd  23620  ptpconn  34212  broucube  36510
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