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

Theorem ptcn 23837
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 7083 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝐹𝑘) ∈ Top)
5 toptopon2 23127 . . . . . . . . . 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 23458 . . . . . . . . 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 7112 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐼) ∧ 𝑥𝑋) → 𝐴 (𝐹𝑘))
1110an32s 665 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝐴 (𝐹𝑘))
1211ralrimiva 3159 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑋) → ∀𝑘𝐼 𝐴 (𝐹𝑘))
13 ptcn.4 . . . . . . 7 (𝜑𝐼𝑉)
1413adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝐼𝑉)
15 mptelixpg 8939 . . . . . 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 23804 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝐹:𝐼⟶Top) → X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2013, 3, 19syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2120adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → X𝑘𝐼 (𝐹𝑘) = 𝐾)
2217, 21eleqtrd 2867 . . 3 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑘𝐼𝐴) ∈ 𝐾)
2322fmpttd 7114 . 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 23123 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → 𝑋 = 𝐽)
311, 30syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 = 𝐽)
3231ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝑋 = 𝐽)
3329, 32eleqtrd 2867 . . . . 5 (((𝜑𝑧𝑋) ∧ 𝑘𝐼) → 𝑧 𝐽)
34 eqid 2765 . . . . . 6 𝐽 = 𝐽
3534cncnpi 23487 . . . . 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 23832 . . 3 ((𝜑𝑧𝑋) → (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))
3837ralrimiva 3159 . 2 (𝜑 → ∀𝑧𝑋 (𝑥𝑋 ↦ (𝑘𝐼𝐴)) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝑧))
39 pttop 23792 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝐹:𝐼⟶Top) → (∏t𝐹) ∈ Top)
4013, 3, 39syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (∏t𝐹) ∈ Top)
4118, 40eqeltrid 2869 . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ Top)
42 toptopon2 23127 . . . 4 (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
4341, 42sylib 221 . . 3 (𝜑𝐾 ∈ (TopOn‘ 𝐾))
44 cncnp 23489 . . 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 2146  wral 3081   cuni 4874  cmpt 5194  wf 6536  cfv 6540  (class class class)co 7419  Xcixp 8901  tcpt 17515  Topctop 23102  TopOnctopon 23119   Cn ccn 23433   CnP ccnp 23434
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 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  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-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-1o 8459  df-2o 8460  df-map 8832  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-fin 8953  df-fi 9378  df-topgen 17520  df-pt 17521  df-top 23103  df-topon 23120  df-bases 23155  df-cn 23436  df-cnp 23437
This theorem is used by:  pt1hmeo  24016  ptunhmeo  24018  symgtgp  24316  prdstmdd  24334  prdstgpd  24335  ptpconn  35764  broucube  38364
  Copyright terms: Public domain W3C validator