Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rfcnpre4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rfcnpre4 42265
Description: If F is a continuous function with respect to the standard topology, then the preimage A of the values less than or equal to a given real B is a closed set. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
rfcnpre4.1 𝑡𝐹
rfcnpre4.2 𝐾 = (topGen‘ran (,))
rfcnpre4.3 𝑇 = 𝐽
rfcnpre4.4 𝐴 = {𝑡𝑇 ∣ (𝐹𝑡) ≤ 𝐵}
rfcnpre4.5 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
rfcnpre4.6 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
Assertion
Ref Expression
rfcnpre4 (𝜑𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽))
Distinct variable groups:   𝑡,𝐵   𝑡,𝑇
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝐴(𝑡)   𝐹(𝑡)   𝐽(𝑡)   𝐾(𝑡)

Proof of Theorem rfcnpre4
Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rfcnpre4.2 . . . . . . . 8 𝐾 = (topGen‘ran (,))
2 rfcnpre4.3 . . . . . . . 8 𝑇 = 𝐽
3 eqid 2738 . . . . . . . 8 (𝐽 Cn 𝐾) = (𝐽 Cn 𝐾)
4 rfcnpre4.6 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾))
51, 2, 3, 4fcnre 42256 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝑇⟶ℝ)
6 ffn 6554 . . . . . . 7 (𝐹:𝑇⟶ℝ → 𝐹 Fn 𝑇)
7 elpreima 6887 . . . . . . 7 (𝐹 Fn 𝑇 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵))))
85, 6, 73syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵))))
9 mnfxr 10903 . . . . . . . . 9 -∞ ∈ ℝ*
10 rfcnpre4.5 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
1110rexrd 10896 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
1211adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑠𝑇) → 𝐵 ∈ ℝ*)
13 elioc1 12990 . . . . . . . . 9 ((-∞ ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵) ↔ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ* ∧ -∞ < (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)))
149, 12, 13sylancr 590 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑇) → ((𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵) ↔ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ* ∧ -∞ < (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)))
15 simpr3 1198 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ ((𝐹𝑠) ∈ ℝ* ∧ -∞ < (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)) → (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)
165ffvelrnda 6913 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑠𝑇) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ)
1716rexrd 10896 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑠𝑇) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ*)
1817adantr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ*)
1916adantr 484 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) → (𝐹𝑠) ∈ ℝ)
20 mnflt 12728 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑠) ∈ ℝ → -∞ < (𝐹𝑠))
2119, 20syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) → -∞ < (𝐹𝑠))
22 simpr 488 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) → (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)
2318, 21, 223jca 1130 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) → ((𝐹𝑠) ∈ ℝ* ∧ -∞ < (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵))
2415, 23impbida 801 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑠𝑇) → (((𝐹𝑠) ∈ ℝ* ∧ -∞ < (𝐹𝑠) ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵) ↔ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵))
2514, 24bitrd 282 . . . . . . 7 ((𝜑𝑠𝑇) → ((𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵) ↔ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵))
2625pm5.32da 582 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ∈ (-∞(,]𝐵)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)))
278, 26bitrd 282 . . . . 5 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵)))
28 nfcv 2905 . . . . . 6 𝑡𝑠
29 nfcv 2905 . . . . . 6 𝑡𝑇
30 rfcnpre4.1 . . . . . . . 8 𝑡𝐹
3130, 28nffv 6736 . . . . . . 7 𝑡(𝐹𝑠)
32 nfcv 2905 . . . . . . 7 𝑡
33 nfcv 2905 . . . . . . 7 𝑡𝐵
3431, 32, 33nfbr 5109 . . . . . 6 𝑡(𝐹𝑠) ≤ 𝐵
35 fveq2 6726 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑠 → (𝐹𝑡) = (𝐹𝑠))
3635breq1d 5072 . . . . . 6 (𝑡 = 𝑠 → ((𝐹𝑡) ≤ 𝐵 ↔ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵))
3728, 29, 34, 36elrabf 3605 . . . . 5 (𝑠 ∈ {𝑡𝑇 ∣ (𝐹𝑡) ≤ 𝐵} ↔ (𝑠𝑇 ∧ (𝐹𝑠) ≤ 𝐵))
3827, 37bitr4di 292 . . . 4 (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ↔ 𝑠 ∈ {𝑡𝑇 ∣ (𝐹𝑡) ≤ 𝐵}))
3938eqrdv 2736 . . 3 (𝜑 → (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) = {𝑡𝑇 ∣ (𝐹𝑡) ≤ 𝐵})
40 rfcnpre4.4 . . 3 𝐴 = {𝑡𝑇 ∣ (𝐹𝑡) ≤ 𝐵}
4139, 40eqtr4di 2797 . 2 (𝜑 → (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) = 𝐴)
42 iocmnfcld 23679 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℝ → (-∞(,]𝐵) ∈ (Clsd‘(topGen‘ran (,))))
4310, 42syl 17 . . . 4 (𝜑 → (-∞(,]𝐵) ∈ (Clsd‘(topGen‘ran (,))))
441fveq2i 6729 . . . 4 (Clsd‘𝐾) = (Clsd‘(topGen‘ran (,)))
4543, 44eleqtrrdi 2850 . . 3 (𝜑 → (-∞(,]𝐵) ∈ (Clsd‘𝐾))
46 cnclima 22178 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝐽 Cn 𝐾) ∧ (-∞(,]𝐵) ∈ (Clsd‘𝐾)) → (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ∈ (Clsd‘𝐽))
474, 45, 46syl2anc 587 . 2 (𝜑 → (𝐹 “ (-∞(,]𝐵)) ∈ (Clsd‘𝐽))
4841, 47eqeltrrd 2840 1 (𝜑𝐴 ∈ (Clsd‘𝐽))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1089   = wceq 1543  wcel 2111  wnfc 2885  {crab 3066   cuni 4828   class class class wbr 5062  ccnv 5559  ran crn 5561  cima 5563   Fn wfn 6384  wf 6385  cfv 6389  (class class class)co 7222  cr 10741  -∞cmnf 10878  *cxr 10879   < clt 10880  cle 10881  (,)cioo 12948  (,]cioc 12949  topGenctg 16955  Clsdccld 21926   Cn ccn 22134
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2709  ax-sep 5201  ax-nul 5208  ax-pow 5267  ax-pr 5331  ax-un 7532  ax-cnex 10798  ax-resscn 10799  ax-1cn 10800  ax-icn 10801  ax-addcl 10802  ax-addrcl 10803  ax-mulcl 10804  ax-mulrcl 10805  ax-mulcom 10806  ax-addass 10807  ax-mulass 10808  ax-distr 10809  ax-i2m1 10810  ax-1ne0 10811  ax-1rid 10812  ax-rnegex 10813  ax-rrecex 10814  ax-cnre 10815  ax-pre-lttri 10816  ax-pre-lttrn 10817  ax-pre-ltadd 10818  ax-pre-mulgt0 10819  ax-pre-sup 10820
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2072  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3067  df-rex 3068  df-reu 3069  df-rmo 3070  df-rab 3071  df-v 3417  df-sbc 3704  df-csb 3821  df-dif 3878  df-un 3880  df-in 3882  df-ss 3892  df-pss 3894  df-nul 4247  df-if 4449  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4829  df-iun 4915  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5145  df-tr 5171  df-id 5464  df-eprel 5469  df-po 5477  df-so 5478  df-fr 5518  df-we 5520  df-xp 5566  df-rel 5567  df-cnv 5568  df-co 5569  df-dm 5570  df-rn 5571  df-res 5572  df-ima 5573  df-pred 6169  df-ord 6225  df-on 6226  df-lim 6227  df-suc 6228  df-iota 6347  df-fun 6391  df-fn 6392  df-f 6393  df-f1 6394  df-fo 6395  df-f1o 6396  df-fv 6397  df-riota 7179  df-ov 7225  df-oprab 7226  df-mpo 7227  df-om 7654  df-1st 7770  df-2nd 7771  df-wrecs 8056  df-recs 8117  df-rdg 8155  df-er 8400  df-map 8519  df-en 8636  df-dom 8637  df-sdom 8638  df-sup 9071  df-inf 9072  df-pnf 10882  df-mnf 10883  df-xr 10884  df-ltxr 10885  df-le 10886  df-sub 11077  df-neg 11078  df-div 11503  df-nn 11844  df-n0 12104  df-z 12190  df-uz 12452  df-q 12558  df-ioo 12952  df-ioc 12953  df-topgen 16961  df-top 21804  df-topon 21821  df-bases 21856  df-cld 21929  df-cn 22137
This theorem is referenced by:  stoweidlem59  43290
  Copyright terms: Public domain W3C validator