MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  qtopf1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem qtopf1 23542
Description: If a quotient map is injective, then it is a homeomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
qtopf1.1 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
qtopf1.2 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
Assertion
Ref Expression
qtopf1 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝐽Homeo(𝐽 qTop 𝐹)))

Proof of Theorem qtopf1
Dummy variable π‘₯ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qtopf1.1 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹))
2 qtopf1.2 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
3 f1fn 6789 . . . 4 (𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ β†’ 𝐹 Fn 𝑋)
42, 3syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐹 Fn 𝑋)
5 qtopid 23431 . . 3 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐹 Fn 𝑋) β†’ 𝐹 ∈ (𝐽 Cn (𝐽 qTop 𝐹)))
61, 4, 5syl2anc 582 . 2 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝐽 Cn (𝐽 qTop 𝐹)))
7 f1f1orn 6845 . . . 4 (𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ β†’ 𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’ran 𝐹)
8 f1ocnv 6846 . . . 4 (𝐹:𝑋–1-1-ontoβ†’ran 𝐹 β†’ ◑𝐹:ran 𝐹–1-1-onto→𝑋)
9 f1of 6834 . . . 4 (◑𝐹:ran 𝐹–1-1-onto→𝑋 β†’ ◑𝐹:ran πΉβŸΆπ‘‹)
102, 7, 8, 94syl 19 . . 3 (πœ‘ β†’ ◑𝐹:ran πΉβŸΆπ‘‹)
11 imacnvcnv 6206 . . . . 5 (◑◑𝐹 β€œ π‘₯) = (𝐹 β€œ π‘₯)
12 imassrn 6071 . . . . . . 7 (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹
1312a1i 11 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹)
142adantr 479 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ 𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ)
15 toponss 22651 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ π‘₯ βŠ† 𝑋)
161, 15sylan 578 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ π‘₯ βŠ† 𝑋)
17 f1imacnv 6850 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋–1-1β†’π‘Œ ∧ π‘₯ βŠ† 𝑋) β†’ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) = π‘₯)
1814, 16, 17syl2anc 582 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) = π‘₯)
19 simpr 483 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ π‘₯ ∈ 𝐽)
2018, 19eqeltrd 2831 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) ∈ 𝐽)
21 dffn4 6812 . . . . . . . . 9 (𝐹 Fn 𝑋 ↔ 𝐹:𝑋–ontoβ†’ran 𝐹)
224, 21sylib 217 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑋–ontoβ†’ran 𝐹)
23 elqtop3 23429 . . . . . . . 8 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐹:𝑋–ontoβ†’ran 𝐹) β†’ ((𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹) ↔ ((𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹 ∧ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) ∈ 𝐽)))
241, 22, 23syl2anc 582 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹) ↔ ((𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹 ∧ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) ∈ 𝐽)))
2524adantr 479 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ ((𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹) ↔ ((𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹 ∧ (◑𝐹 β€œ (𝐹 β€œ π‘₯)) ∈ 𝐽)))
2613, 20, 25mpbir2and 709 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹))
2711, 26eqeltrid 2835 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝐽) β†’ (◑◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹))
2827ralrimiva 3144 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐽 (◑◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹))
29 qtoptopon 23430 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹) ∧ 𝐹:𝑋–ontoβ†’ran 𝐹) β†’ (𝐽 qTop 𝐹) ∈ (TopOnβ€˜ran 𝐹))
301, 22, 29syl2anc 582 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐽 qTop 𝐹) ∈ (TopOnβ€˜ran 𝐹))
31 iscn 22961 . . . 4 (((𝐽 qTop 𝐹) ∈ (TopOnβ€˜ran 𝐹) ∧ 𝐽 ∈ (TopOnβ€˜π‘‹)) β†’ (◑𝐹 ∈ ((𝐽 qTop 𝐹) Cn 𝐽) ↔ (◑𝐹:ran πΉβŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐽 (◑◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹))))
3230, 1, 31syl2anc 582 . . 3 (πœ‘ β†’ (◑𝐹 ∈ ((𝐽 qTop 𝐹) Cn 𝐽) ↔ (◑𝐹:ran πΉβŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐽 (◑◑𝐹 β€œ π‘₯) ∈ (𝐽 qTop 𝐹))))
3310, 28, 32mpbir2and 709 . 2 (πœ‘ β†’ ◑𝐹 ∈ ((𝐽 qTop 𝐹) Cn 𝐽))
34 ishmeo 23485 . 2 (𝐹 ∈ (𝐽Homeo(𝐽 qTop 𝐹)) ↔ (𝐹 ∈ (𝐽 Cn (𝐽 qTop 𝐹)) ∧ ◑𝐹 ∈ ((𝐽 qTop 𝐹) Cn 𝐽)))
356, 33, 34sylanbrc 581 1 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝐽Homeo(𝐽 qTop 𝐹)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  βˆ€wral 3059   βŠ† wss 3949  β—‘ccnv 5676  ran crn 5678   β€œ cima 5680   Fn wfn 6539  βŸΆwf 6540  β€“1-1β†’wf1 6541  β€“ontoβ†’wfo 6542  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6543  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7413   qTop cqtop 17455  TopOnctopon 22634   Cn ccn 22950  Homeochmeo 23479
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7729
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-map 8826  df-qtop 17459  df-top 22618  df-topon 22635  df-cn 22953  df-hmeo 23481
This theorem is referenced by:  t0kq  23544
  Copyright terms: Public domain W3C validator